Результант (Jy[rl,mgum)

В математике, результантом ${\mathcal {R}}$ двух многочленов $P$ и $Q$ над некоторым полем $\mathbb {K}$ , старшие коэффициенты которых равны единице, называется выражение

{\mathcal {R}}=\mathrm {res} (P,Q)=\prod _{(x,y):\,P(x)=0,\,Q(y)=0}(x-y),

иными словами, это произведение попарных разностей между их корнями. Произведение здесь берётся по всем корням в алгебраическом замыкании поля $\mathbb {K}$ с учётом их кратностей; поскольку получающееся выражение является симметрическим многочленом от корней многочленов $P$ и $Q$ (лежащих, быть может, вне поля $\mathbb {K}$ ), оно тем самым оказывается многочленом от коэффициентов $P$ и $Q$ . Для многочленов, старшие коэффициенты которых ( $p$ и $q$ соответственно) не обязательно равны 1, вышеупомянутое выражение умножается на

p^{\deg Q}q^{\deg P}.

Свойства и способы вычисления

Основным свойством результанта, и его основным применением, является следующее: результант — многочлен от коэффициентов $P$ и $Q$ , равный нулю в том и только в том случае, когда у многочленов $P$ и $Q$ имеется общий корень, возможно, в некотором расширении поля $\mathbb {K}$ .
Результант может быть найден как определитель матрицы Сильвестра.
Дискриминант — это, с точностью до знака, результант многочлена и его производной, поделённый на старший коэффициент многочлена; тем самым, дискриминант равен нулю тогда и только тогда, когда у многочлена есть кратные корни.
$\mathrm {res} (P_{1}P_{2},Q)=\mathrm {res} (P_{1},Q)\mathrm {res} (P_{2},Q)$
$\mathrm {res} (P,\operatorname {const} )=\operatorname {const} ^{\deg P}$
$\mathrm {res} (AP(x),BQ(x))=A^{\deg Q}B^{\deg P}\mathrm {res} (P(x),Q(x))$
Если $A,C\neq 0,\deg(AP(x)+BQ(x))=\deg(CP(x)+DQ(x))=n\geqslant 1$ , то

\mathrm {res} (AP(x)+BQ(x),CP(x)+DQ(x))=(AD-BC)^{n}\mathrm {res} (P(x),Q(x))

$\mathrm {res} (P,Q)=0\Leftrightarrow \deg \gcd(P,Q)\geqslant 1$ , т.е. результант тогда и только тогда равен нулю, когда НОД многочленов нетривиален. Вообще, вычисление результанта может быть произведено с помощью алгоритма Евклида, и именно так вычисляется результант в различных матпакетах.
Для многочленов $P(x),Q(x)$ существуют многочлены $U(x),V(x)$ с $\deg {U}\leqslant \deg {P}-1,\deg {V}\leqslant \deg {Q}-1$ такие, что

\mathrm {res} (P(x),Q(x))=P(x)V(x)+Q(x)U(x)

. Многочлены

U(x),V(x)

с

m=\deg U,n=\deg V

могут быть получены из представления результанта определителем в форме Сильвестра, в котором последний столбец заменён на

(x^{m},...,x,1,0,...,0)^{T}

для

U(x)

или на

(0,...,0,x^{n},...,x,1)^{T}

для

V(x)

.

Для сепарабельного многочлена, в частности, для полей характеристики нуль, результант равен произведению значений одного из многочленов по корням другого, как и раньше, произведение берётся с учётом кратности корней:

\mathrm {res} (P,Q)=\prod _{P(x)=0}Q(x).

Литература

Прасолов В. В. Многочлены. — М.: МЦНМО, 1999, 2001, 2003.
Калинина Е.А., Утешев А.Ю. Теория исключения. — СПбГУ, НИИ химии, 2002.

Ссылки

Статья Weisstein, Eric W. «Resultant» на сайте «MathWorld».