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代数基本定理的有效化:基于Sturm链的初等实代数证明

代数几何 2012-03-27 v4 复变函数 数值分析

摘要

Sturm定理(1829/35)提供了一个优雅的算法来计数和定位任何实多项式的实根。Cauchy在他的留数演算(1831/37)中将Sturm方法扩展到计数和定位任何复多项式的复根。对于全纯函数,Cauchy指数基于围道积分,但在多项式的特殊情况下,它可以像实情况一样通过使用欧几里得除法的Sturm链有效地计算。通过这种方式,我们提供了Cauchy定理在任意实闭域上多项式的代数证明。作为我们的主要工具,我们在实代数框架中形式化了Gauss的几何绕数概念(1799),由此我们推导出代数基本定理的实代数证明。该证明是初等的,因为它只使用了介值定理和实多项式的算术。因此,它可以用实闭域的一阶语言来表述。此外,该证明是构造性的,并立即转化为一个代数求根算法。

关键词

引用

@article{arxiv.0808.0097,
  title  = {The Fundamental Theorem of Algebra made effective: an elementary real-algebraic proof via Sturm chains},
  author = {Michael Eisermann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0808.0097},
  year   = {2012}
}

备注

34 pages including historical survey and appendices; v2 improved exposition; v3 revision according to referees' suggestions; v4 minor editorial revision