设多项式
记 为 的正整数根的个数(含重根)。若 无负整数根,则 的最大值是。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
超递增指数指每个新指数大于此前所有指数之和,它保证子集和唯一。这里只用整系数因式定理与有理根定理,不需要代数数论。
想法从哪来:先提出所有零根,再用有理根定理缩小正整数根的候选;此时只需研究根1的重数。 若含有 ,代入负点 就会出现因子 。题设禁止负整数根,保证这个值非零;小系数又使它的绝对值不会太大,于是重数有界。 构造若直接用 ,二项式系数会超标。改成十个 的乘积,每个仍贡献一个根1;让各指数大于此前指数和,就能避免不同子集产生同次项。指数还要全部取奇数,以免把-1也做成根,最后用单项式补足次数。
有理根定理把非零整数根限制为 ;在 处利用二进制整除给出重数上界,再用超递增奇指数构造达到上界。
若常数项为零,先提出最高次的 因子;余下多项式常数项为 。由有理根定理,非零整数根只能是 。故所有正整数根都是 ,设其重数为 。
因除以首一多项式 保持整系数, 整除 。题设无负整数根,故 ,而
于是 ,所以 。
下面构造取等。令
并取
中每个数都大于此前各数之和,所以所有子集和两两不同,展开系数均为 。又
故 首一且次数为 。它在 处恰有十重根;所有 均为奇数,所以 ,且显然没有其他负整数根。因此
构造中指数依次满足超递增条件,排除了同次项叠加产生系数绝对值大于 ; 只增加零根,不计入正整数根。
小系数整系数多项式的整数根重数可用另一整数点的整除性控制;构造高重根时,超递增指数乘积能保持展开系数为 。
上界须把1的重数转成f(-1)的2进制整除,达到界还要设计奇数超递增指数避免系数叠加并兼顾次数。
已记下,谢谢!