Компьютерная алгебра в программе Mathematica 4



              

Операции с полиномами



Операции с полиномами

Если конечные поля — понятие достаточно экзотическое, то полиномы встреча- ются сплошь и рядом во многих математических и научно-технических расчетах. В пакете расширения Algebra определен ряд новых операций над полиномами. Начнем их рассмотрение с функции PolynomialExtendedGCD:

  • PolynomialExtendedGCD [polyl, poly2 ] — возвращает наибольший общий делитель двух полиномов;
  • PolynomialExtendedGCD[polyl,poly2,Modulus->p] —возвращает наи- больший общий делитель двух полиномов по модулю р.

Примеры применения этой функции приведены ниже:

<<Algebra"PolynomialExtendedGCD

PolynomialExtendedGCDlxл2 + 3 х + 2, Expand[(x + 1)(х + 2)], Modulus->7]

{2+ Зх+х2, (0, 1}}

PolynomialExtendedGCD[

Expand[ ((12+1) z^2 + 5 z + I) (I z + 3)], Expand[ ((9+1) z + (3+1)) ((31) z +9)]]

{-31+z,

{- 2261/3341+ 710I/3341( 35/3341- 3951/10023)+ (5959/20046- 20531/20046)z}}

Далее следует функция PolynomialPowerMod [polyl, n, (poly2, р} ], которая является существенно ускоренной версией функции PolynomialMod.

  • степени ускорения свидетельствует следующий пример:
<<Algebra`PolynomialPowerMod`

Timing[PolynomialPowerMod[1 + х, 200, х^З + x^2 + 1, Prime[4750]]][[1]], Timing [ PolynomialMod [ (1 + x)^200, x^ + х^2 + 1, Prime [4750] ]][[1]]

{0. Second, 2.37 Second)

В данном случае вычисления по функции PolynomialPowerMod оказались вы- полненными менее чем за 0.01 с, что дает нулевой результат.

Еще одна функция в трех ее модификациях работает с симметричными полиномами:

  • SymmetricReduction [ {xl,...,xn}, k] — возвращает симметричный полином степени k по переменным {х1,..., хn);
  • SymmetricReduction [f, {xl,...,xn}] — возвращает часть полинома {p,q} по переменным {х1,...,хп}, где f=p+q, причем р есть симметричная часть, q — остаток;
  • SymmetricReduction [f, {xl,...,xn}, {s1,..., sn} ] — возвращает часть полинома (p,q) попеременным {xl, ...,xn}, где элементарный симметричный полином представляет список {s1,..., sn}.
Следующий пример поясняет создание симметричного полинома 4-й степени по переменным {х,у, z,w,t}:

<<Algebra` SymmetricPolynomials`

SyiranetricPolynomial[{x, y, z, w, t}, 4]

twxy+ twxz+ twyz+txyz+wxyz

Действие других функций поясняют следующие примеры:

SynraetricReduction[(х + у)^2 + (х + z)^2 + (z + у)^2, {х, у, z}]

{2 (х+у+ z)2- 2 (xy+xz+yz), 0}

SymmetricReduction[х^5 + у^5 + z^4, {х, у, z}, {s1, s2, s3}]

{s15- 5s13s2 + 5s1s22+ 5sl2s3- 5s2s3, z4-z5}









Содержание  Назад  Вперед