f(x)是域F上的首一不可约多项式,域的特征Char F = 0,设E是包含F的代数封闭域,由于f(x)在域F上不可约,
一般的《代数数论》的教科书上应该都能够找到。比如冯克勤、刘凤梅《代数数论简明讲义》第15页。
大致说明如下;
f(x)有重根 <=> f与f'不互素(即有次数大于0的公因式)
f'为f的形式导数(这样可以避免引入极限的概念,省去很多讨论)。
当char F =0时,f不可约 => f'≠0 (f的次数至少为2,导函数不会恒为0),
由于f不可约,deg f' <deg f,故f, f'互素(若不然,设(f, f')=g,f'≠0,g|f',则0<deg g≤deg f' < deg f,故deg g<deg f,因为g|f,g是f的一个真因子,这与f不可约矛盾),于是f无重根。
当char F ≠0时,f不可约 ≠> f'≠0 ,
这样当f'=0时,f与f'不互素(f|f',公因子为f),f有重根。
“f不可约 ≠> f'≠0 ”解释如下,
设p = char F>0,f(x)=∑c_i * x^i (i=0 .. n),则f'(x)=∑i*c_i * x^i (i=1 .. n),
当p不能整除i时,令c_i=0;p|i时,i=0;故总有i*c_i=0。即有f≠0,但f'=0。
具体例子如下:
设F=F_p=Z/(pZ),p=char F,u是F上的超越元,K=F(u)为F的单扩域(次数无穷大),则f(x)=x^p-u∈K[x],取f(x)的一个根α=u^(1/p),(α当然不在F、K中,在K的代数封闭扩域中),则f(x)=x^p-u=x^p-α^p=(x-α)^p有p重根α,(在F_p的扩域上有(a+b)^p=a^p+b^p),但是f(x)在K[x]上不可约。
(若f(x)在K[x]上可约,即f(x)=g(x)*h(x),g(x)、h(x)∈K[x],设g(x)=(x-α)^l,h(x)=(x-α)^s,1≤l,s≤p-1,l+s=p。但是g(x)的常数项为(-α)^l=(-1)^l*α^l=(-1)^l*u^(l/p),1≤l≤p-1,l/p不是整数,由K的定义,u^(l/p)不在K中,于是g(x)不在K[x]中,这与g(x)∈K[x]矛盾)