Seien P,Q∈K[x]Polynome, Q=/0. Dann gibt es eindeutig bestimmte Polynomeq,r∈K[x], sodass P=qQ+r mit degr<degQ gilt. Das Polynomr heißt dabei der Rest der Division von P durch Q.
Beweis
Zur Eindeutigkeit: Seien P=qQ+r und P=q~Q+r~ mit degr,degr~<degQ zwei solche Darstellungen. Dann gilt
0=P−P=(qQ+r)−(q~Q+r~)=(q−q~)Q+(r−r~).
Wäre q−q~=/0, so müsste deg((q−q~)Q)=deg(r−r~) gelten. Nun ist aber
deg((q−q~)Q)=≥0 da q−q~=/0deg(q−q~)+degQ≥degQ (Satz 81BL)
Andererseits ist aber
deg(r−r~)≤max{degr,degr~}<degQ.
Also muss doch q−q~=0 sein und damit auch 0=(q−q~)Q+(r−r~)=r−r~. Dies zeigt q=q~ und r=r~, also die Eindeutigkeit der Darstellung. Zur Existenz: Für degP<degQ ist P=0⋅Q+P eine Darstellung der gewünschten Form. Für degQ=0 ist hingegen Q=q0∈K und P=Pq0−1Q+0 ist eine Darstellung. Für degP≥degQ führen wir den Beweis mittels vollständiger Induktion nach degP. Falls degP=0 muss auch degQ=0 sein, und man erhält die Darstellung wie oben. Sei nun degP≥degQ≥0 und die Aussage für Polynome kleineren Grades bereits gezeigt. Dann betrachten wir für
also degP′<n, da sich die Koeffizienten von xn gerade aufheben. Nach Induktionsvoraussetzung ist nun P′=q′Q+r′ mit degr′<degQ. Dann gilt P=pnqm−1xn−mQ+P′=(pnqm−1xn−m+q′)Q+r′ mit degr′<degQ. Dies ist die gesuchte Darstellung. □
Ein guter mathematischer Scherz ist immer besser als ein ganzes Dutzend mittelmäßiger gelehrter Abhandlungen.
John Edensor Littlewood
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