Beispiele für teilerfremde Polynome f und f'?

3 Antworten

Gibt es ein Polynom f, das zu dessen Ableitung f' teilerfremd ist, wobei a1 = 0 (sodass beim Ableiten keine "Konstante" hinten über bleibt) ?

Klar du musst (entsprechend dem, was du in der Aufgabe zeigen sollst) einfach darauf achten, dass das von dir betrachtete Polynom quadratfrei ist.

Beispiel:





Hier ist f teilerfremd zu f′. Und außerdem ist der Koeffizient a₁ (vor dem T¹) bei f gleich 0, wie du es wolltest. [Allerdings ist mir überhaupt nicht klar, warum du a₁ = 0 haben möchtest. Das hat nicht wirklich etwas mit der genannten Aufgabe zu tun.]

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Bei deinem Beispiel mit f = T³ + T² sind f und f' nicht teilferfremd, sondern haben T als gemeinsamen Teiler. Das liegt (entsprechend dem, was du in der Aufgabe zeigen sollst) daran, dass f nicht quadratfrei ist, da man p = T findet, sodass p² ein Teiler von f ist, da T² ein Teiler von T³ + T² ist, da T³ + T² = T² ⋅ (T + 1) ist.


JanHatEineFr227 
Fragesteller
 19.05.2024, 18:13

Ich Dummi habe a0 = 0 als Bedingung in der Frage wieder gelöscht, das muss aber natürlich dabei stehen.

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mihisu  19.05.2024, 18:19
@JanHatEineFr227

Wenn a₀ = 0 und a₁ = 0 ist, hat man ein Polynom der Form...

f = aₙ Tⁿ + ... + a₃ T³ + a₂ T²

Dann kann man immer ein T² ausklammern...

f = T² (aₙ Tⁿ⁻² + ... + a₃ T + a₂)

Dann ist f nicht quadratfrei, da zu p = T dann p² ein Teiler von f ist.

Andererseits ist f dann auch nicht teilerfremd zu f′, da man T als gemeinsamen Teiler von f und f′ findet. [Das passt auch zur genannten Aufgabe im Bild. Denn f ist dann nicht quadratfrei und zugleich nicht teilerfremd zu f′.]

Also: Es gibt tatsächlich kein Polynom f mit a₀ = a₁ = 0, sodass f teilerfremd zu f′ wäre.

[Mir ist zwar immer noch nicht ganz klar, warum du ausgerechnet diesen Fall mit a₀ = a₁ = 0 betrachten möchtest. Aber... Sollte jetzt klar sein, oder?]

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JanHatEineFr227 
Fragesteller
 19.05.2024, 18:50
@mihisu

Naja, wenn ich diesen Fall a0=a1=0 ausschließe, habe ich ja die Aussage, dass ALLE Polynome zu ihren Ableitungen teilerfremd sind, und damit ist eine Aussage über Teilerfremdheit von Polynomen und ihren Ableitungen gar nicht mehr so spannend, weil das halt eh schon (fast) ALLE sind.

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mihisu  19.05.2024, 19:04
@JanHatEineFr227

Nein! Wenn du den Fall a0 = a1 = 0 ausschließt, gibt es bei den übrigen Polynomen trotzdem weiterhin noch Polynome die nicht teilerfremd zu ihrer Ableitung sind.

Beispiel: f = T² + 2T + 1 ist nicht teilerfremd zu f' = 2T + 2, da man T + 1 als gemeinsamen Teiler findet.

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JanHatEineFr227 
Fragesteller
 19.05.2024, 22:08
@mihisu

Im Beispiel ist doch a1 = 2 und a0 = 1, was wäre ein Beispiel für ein Polynom mit a1=a0=0, wo f und f' t.f. sind?

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mihisu  20.05.2024, 00:41
@JanHatEineFr227
Im Beispiel ist doch a1 = 2 und a0 = 1

Richtig. Weil du ja auch in deinem Kommentar davor geschrieben hast...

wenn ich diesen Fall a0=a1=0 ausschließe

Wenn du a0 = a1 = 0 ausschließt, bleiben noch die anderen Fälle übrig. Und a1 = 2 und a0 = 1 ist dann solch ein Fall.

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wenn ich diesen Fall a0=a1=0 ausschließe, habe ich ja die Aussage, dass ALLE Polynome zu ihren Ableitungen teilerfremd sind

Dein Kommentar liest sich so, als würdest du denken, dass in den Fällen, wo nicht a0 = a1 = 0 ist, die Polynome f und f′ immer teilerfremd sind. Das wäre jedoch falsch, wie ich mit dem Beispiel mit a0 = 2 und a1 = 1 gezeigt habe.

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JanHatEineFr227 
Fragesteller
 20.05.2024, 02:46
@mihisu

Oohh, ich habe irgendwie ganz darüber hinweg gelesen, dass du hier ja T+1 als gemeinsamen Teiler gefunden hast! Damit wäre meine Annahme - die du in meinem etwas verwirrten Geschreibsel richtig interpretiert hast -, es seien alle Polynome außer solche mit a0=a1=0 zu ihren Ableitungen teilerfremd, ja widerlegt! Danke für die Geduld und die ausführlichen Erklärungen!

Zum Satz: Ich bin noch nicht so warm mit all den neuen Definitionen, die wir gerade lernen... ich kann mir Primelemente im Polynomring noch nicht wirklich vorstellen.

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JanHatEineFr227 
Fragesteller
 19.05.2024, 18:19

a1 muss gleich 0 sein, da man sonst beim Ableiten einen "konstanten" Wert bekommt. Und a0 muss gleich 0 sein, weil man sonst ja gar nicht durch T teilen kann.

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mihisu  19.05.2024, 19:01
@JanHatEineFr227

Ja, klar.

Aber was mir unklar ist: Warum willst du beim Ableiten keinen Absolutteil („konstanten Wert“) haben? Warum willst du durch T teilen können?

Wenn du das so möchtest... OK. (Aber für die Aufgabe im Bild braucht man das nicht betrachten, falls du das meinst.)

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JanHatEineFr227 
Fragesteller
 19.05.2024, 22:09
@mihisu

Weil wenn ich bei f und f' durch T teilen kann, die Polynome halt direkt nicht-teilerfremd sind

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mihisu  20.05.2024, 00:37
@JanHatEineFr227

Das ist ja aber nur ein kleiner Bruchteil aller Polynome, bei denen f und f′ nicht-teilerfremd sind. Es gibt ja noch weitaus mehr.

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mihisu  20.05.2024, 00:44
@mihisu

Polynome sind ja nicht nur dann nicht-teilerfremd zueinander, wenn man T als gemeinsamen Teiler findet. Man könnte ja auch ganz andere gemeinsame Teiler, wie beispielsweise T + 1 oder beispielsweise T² + 4 T + 7, als gemeinsame Teiler haben.

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Da in der Voraussetzung kein a0 = 0 steht wäre z.B. das Polynom

p(t) = t³ - t² + 1

teilerfremd zu seiner Ableitung

p'(t) = 3t² - 2t

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Dipl.Math.

JanHatEineFr227 
Fragesteller
 19.05.2024, 18:13

Oh Mann, hatte ursprünglich auch a0 = 0 stehen, und das dann irgendwie wieder weggemacht. a0 muss natürlich auch gleich 0 sein, sonst ist ja klar, dass ich gar keinen Teiler finde.

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Falls ich deine Frage richtig verstanden habe, würde ich meinen, dass

f(x) = x^2 +1 und f´(x) = 2x teilerfremde Polynome sind.

Durch g(x) = 1 * x^0 sind natürlich alle Polynome teilbar.

Woher ich das weiß:Berufserfahrung – Lehrer u. Fachbetreuer für Mathematik und Physik i.R.

JanHatEineFr227 
Fragesteller
 19.05.2024, 18:16

Ich Dummi habe a0 = 0 als Bedingung in der Frage wieder gelöscht, das muss aber natürlich dabei stehen.

Wenn ich nur das Polynom 1*x^0 finde, dann ist 1 ja Element vom ggT und damit wären f und f' per Definition teilerfremd.

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