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超超超超超喜欢您的100个代数定理——习题课(3)

超超超超超喜欢您的100个代数定理——习题课(3)

高代猫娘09|形式微商与整除判定:才不是为了帮你装订呢!

登场人物一览

人物
身份·代表定理
性格特征·身高外貌
本集核心状态
豆猫
女主角·六年制第 3 学年·学习生
20 岁·176cm·奶茶棕微卷短发、琥珀瞳、奶白针织开衫(胸前  纹样)+藏青格纹裙。温和统筹,端水大师。
全程统筹装订流水线,分发工具,安抚并记录档案归属
余余
第 1 位·多项式带余除法定理
18 岁·167cm·银白冰蓝高马尾、冰蓝瞳、白娃娃领衬衫+藏青灰格纹背带裙(颈戴 choker、腕系绑带)。习惯性自责,健康轻抖 M。
操作长臂脚踏装订机,主攻整除性与进纸周期判定
珮数
第 2 位·最大公因式与 Bézout 表示定理
19 岁·170cm·金发双马尾大螺旋卷、赤金瞳、酒红针织开衫+奶白百褶裙+玛丽珍鞋。学生会风纪委员,重度傲娇。
比对重合借阅单,排查最大公因式与退化陷阱
索素
第 3 位·不可约多项式的素性定理
18 岁·148cm·奶白波波头、蜜桃粉瞳、圆框眼镜。害羞 i 人,图书管理员,「纯爱总顾问」。只审不导。
归档总负责人,死磕判定不可约素性并敲定分卷印章
惟因
第 4 位·多项式唯一因式分解定理
18 岁·158cm·奶白渐樱粉半扎微卷长发、草莓晶粉瞳、腰悬白樱短匕「解素」。自称「在下」,武痴刀客,帅不过三秒。
负责特藏长卷切分与分圆因式剖解,出刀利落精准
衡苓
第 5 位·余数定理 × 因式定理
18 岁·175cm·姬发式公主切+霜蓝细辫、深蓝收腰连身裙、白棉手套、45cm 银尺。学检部骨干,重度姐控。
负责量测装订边距与逻辑审查,主攻高阶插值复原
商商
第 6 位·多项式重根判定定理(形式微商)
18 岁·161cm·银灰渐变薰衣草紫齐肩短发+ 呆毛、清凉三层装+睡袋。天象社昼眠记录员,天生不怕冷。
前半夜嗜睡壳中,后半夜精神抖擞,破除复数域重根盲区

1,豆猫(代数学爱好者)

2,余余(带余除法,知心m大姐姐)

3,珮数(Bezout定理,才不是想给您介绍呢)

4,索素(素性定理,纯爱无敌,二人巴士真好看)

4,惟因(唯一分解定理,喜欢击剑)

5,衡苓(因式定理,高坂桐乃)

6,商商(重根判定定理,我不是睡神)

01 散页倾覆与睡袋初遇

黄昏十七点三十分,“哐当——!”

铁皮手推车的生锈轱辘猛然撞在自习室的水泥门槛上,铁架剧烈摇晃,发出一声刺耳的闷响。

索素纤细的指节死死扣住冰凉的推车把手,整整齐齐码在双层车斗里的三千多份借阅登记册散页被震得四散崩开。

微黄的薄脆纸张在半空中翻卷飞扬,空气里瞬间弥漫开陈年旧纸的霉味与蓝黑印泥的潮气。

索素蹲下身,两只小手拼命在水泥地面散落的纸堆里抓拢:

“对、对不起……!装订铺把上学期的合订本送回来,装订线全在半路断了……”

她慌忙抬手去扶滑到鼻尖的圆框眼镜,指腹在镜架上蹭出一抹淡灰的纸灰印:

“明早八点教导处抽查归档,散页印错了页码,周期全乱了……”

自习室厚重的木门再次被自外推开。

衡苓戴着纤尘不染的白棉手套,右手横握一把 45cm 银尺走在前面,左手拖拽着一个圆滚滚的薰衣草紫色尼龙布囊。

布囊拉链敞开半截,探出一个顶着  呆毛的小脑袋,少女身上仅穿单薄清凉的三层短裙,整个人像蜗牛般蜷缩在移动软壳深处。

衡苓反手用银尺挑了挑睡袋侧面的金属滑道:

“天象观测社的昼眠记录员,刚值完大夜班。”

她将尼龙布袋拖至桌边,尺脊平贴在布料外侧:

“顺道领她过来认认人。”

睡袋里的商商半睁开紫瞳,慢吞吞地从领口伸出一只手挥了挥:

“我是商商……大家晚上好呀。”

索素把一块印着「纯爱总顾问」的亚克力小台签端端正正立在车把旁,细声细气道:

“我、我是图书室管理员索素……初次见面,商商同学。”

惟因右手反按住腰间那柄系着白穗的短匕「解素」,上前一步抱拳:

“在下惟因!久仰天象社大名。”

长桌尽头,珮数双手叉腰,金发双马尾跟着大幅度晃动:

“谁准你们把自习室当成露营地了啊!”

她顺手抄起桌沿的铁制打孔机,重重扣在木桌中央:

“本小姐只是出于风纪委员职责清点人员,才不是特意留下来帮你们做粗活呢!”

余余端着木制茶盘小步跑来,藏青灰格纹背带裙的裙角却绊在切纸台凸起的六角螺栓上,身形前倾,手里的白瓷茶盏险些脱手飞出。

捧着两捆天然麻绳走来的豆猫跨步上前,掌心稳稳托住茶盘底托。

豆猫将茶盏搁在切纸台上,伸手替索素轻轻推正镜架:

“大家先别慌。今晚我们的目标很明确:把这几万张散乱的借阅登记册按代数周期理顺、打孔装订好。明早八点前,一本都不会少。”

索素吸了一口气,抽出一叠牛皮纸文件夹,把散页按纸张薄厚铺上长桌:

“先摸清六叠基本散页的底细,算出多项式残数以归入分类盒。”

第一叠纸页发黄,顶端印着编号 ,底座打孔槽标注着带二阶周期的模式 。

余余从笔筒里抽出一支削尖的 2B 铅笔,在草稿纸边缘压平:

“这是余余负责的带余除法!设 ,余式  必然在三次以内!”

她指尖捏紧笔杆,迅速写下三次本原单位根 :

“!代入得 !求一次形式微商,又有 !”

笔尖在纸面上沙沙疾走,墨迹在纤维间迅速晕开:

“解出来了!余式 !归入 1 号装订盒!”

余余迅速用木夹夹住这叠散页,推进蓝边纸盒里。

珮数轻哼一声,戴着红宝石指环的拇指划开第二叠纸沿:

“指数取最大公约数 ,得最大公因式为 。”

她抽出一支朱红墨水笔,在页脚飞快写下整除展开:

“再由  配平系数 ,直接归入 2 号盒!”

索素伸出两根手指捻起第三叠:

“因式分解  判定为可约……”

她翻过两页,目光落在附录的两个式子上:

“而  与  在有理数域上无一次因式且无二次分解,判定为不可约。”

索素拿起红木印章,在朱砂印泥上用力蘸了蘸,手腕下压,端正盖下「不可约·素」印记,顺手塞进 3 号盒。

余余抬手擦了擦鼻翼的汗珠,长舒一口气道:

“好快!三叠已经理完了!”

衡苓手里的 45cm 银尺在桌面上清脆一敲:

“别高兴得太早。剩下三叠连边距都没量完,先把模 5 的散页理清。”


02 机械装订机的锋刃与模三陷阱

入夜二十点整,自习室上方的荧光吊灯嗡嗡亮起。

大伙围聚在切纸台前趁热打铁,清理剩余三叠残页。

惟因右手并指拂过短匕鞘口,刀光未出,刀鞘已抵住第四叠册页边缘:

“第四叠在  模下,,分圆式 ;有理数域上坚硬不可约,归入 4 号盒!”

她指尖一挑,纸叠稳稳落入铁盒。

衡苓将 45cm 银尺平压在第五叠纸面上,白棉手套按住尺身中段:

“由  得 ;由  得 。”

银尺沿页边直推,划出平整压痕:

“三点定出二次插值余式 ,归入 5 号盒。”

睡袋里的商商将下巴搭在枕边,软糯的声音从领口飘出:

“第六叠  为重根,联立原式与形式微商解得 ……”

她翻过一页纸,白皙的手指在纸背虚画:

“分解为 ,公因式为 ,入 6 号盒。”

基础分类底稿理顺,余余挽起白衬衫袖口,合力推来一台沉重的铸铁长臂脚踏装订机。

装订机的连杆进纸周期由  控制,厚重铁铸底座刻着的折页模数为 。

机身铭牌刻着一道粗糙警示线:若代数式不整除,冲压钢针下落时将撕碎整叠纸张。

余余单手扳住齿轮调节阀,鞋底踩上油迹斑驳的踏板:

“厚度 ()由我来调!代入  得 !比如选 !”

她将黄铜档位销推入刻度「4」,塞入厚厚一叠废纸样张,脚下用力猛踏!

“咔——嚓——!刺啦!!”

沉重的铸铁连杆猛然发出一阵金属卡死的刺耳尖啸,进纸飞轮硬生生咬死,排针斜刺穿出,瞬间将数十页打印纸搅成破碎纸屑。

余余双腿一软,扑通一声跪坐在地砖上。

她两手紧紧抓着藏青灰格纹背带裙的裙褶,将头埋得极低,额头几乎触碰到脚踏板:

“对不起……都是余余没有除尽的错……请豆猫大人惩罚我吧……无论是踩踏板还是挨戒尺……”

“学检部警告。”

衡苓的 45cm 银尺在机架立柱上敲击出清脆的金石之音:

“严禁自暴自弃。整除性漏查条件,立刻重列真值表。”

豆猫单膝触地蹲下身,从围裙口袋摸出一颗草莓硬糖,剥开糖纸轻轻递到余余手心里,伸手抚过她微颤的白发马尾:

“不怪余余。先把糖吃了,奇偶项的负号你算进去了吗?”

余余将糖含进嘴里,用力吸了吸鼻子,伸手抓过铅笔,直接把草稿纸铺在装订机的踏板斜面上:

“式子是 。必须按奇偶性与模 3 讨论!”

铅笔芯在粗糙的草稿纸上被按得嘎吱作响:

“若  为偶数,原式为 。当  时为 ; 时为 ; 时为 。”

她咬紧下唇,在三个分支后重重划上红叉:

“三者皆非零,偶数厚度一律排除!”

铅笔移至下一行:

“若  为奇数,式子变为 !若 ,值为 ;唯有当  时,,原式恰为 !”

笔尖落下一记重重的圆点:

“安全厚度是  页!”

余余跳起身,拔出黄铜定位销插入「5」档,重新压入整齐的纸叠,脚掌果断踩下。

“咔哒!”

五排钢针干脆利落地贯穿纸叠,底线咬合严密,针脚在背脊处收束得整整齐齐。

余余张开双臂正要扑向豆猫,后领却被一柄冰凉的金属物稳稳挑住。

衡苓反手握着 45cm 银尺,眉毛微挑:

“合格了就回踏板上去,别借机黏人。”


03 教师与学生册的冲突与退化陷阱

夜深二十一点四十五分,长桌右侧分门别类堆起两摞半米高的硬皮册。

深蓝布面装帧的是教授孤本册,编码多项式为 ;鹅黄软皮装订的是学生册,编码为 。

索素用白棉布擦拭着眼镜镜片,重新戴好后翻开两册的扉页:

“两册借阅编号撞车了。必须查清实数  在何处会产生公共根,否则合并总索引时档案会相互涂抹覆盖。”

长桌旁,珮数一把抽走摊开的草稿本,拔下朱红墨水笔的笔帽:

“磨磨蹭蹭的,交给本小姐三分钟就结了!”

她笔尖悬在纸面上快速作差:

“!”

珮数唇角微扬,手腕顺势一挥,笔尖就要在两边同时划去因式 ,推演公共根 。

“啪!”

衡苓戴着白棉手套的右手骤然下压,45cm 银尺的直角边缘严丝合缝地压死在红笔笔尖前一毫米处。

铅灰色的尺身倒映出金发少女微缩的瞳孔:

“学检部警告:未经讨论默认除数非零,判定流程存在重大过失。谁给你的权力直接除以 ?”

珮数瞪大赤金色的眸子,手腕用力抗衡着尺子的重压:

“哈?!本小姐怎么可能——”

红笔在白纸上划出半寸墨痕,珮数的呼吸骤然停滞。

如果实数参数 ,因式前缀  便是绝对的零,作差多项式恒等于零。

此时教授孤本与学生册的两个多项式完全恒等,三个根皆为公共根。

它们的最大公因式根本不是一次因式,而是三次多项式自身。

若是直接除掉它,整整三卷珍贵的教授孤本,就会在归档台账上被当作一次因式强行覆写删去。

珮数指尖发紧,耳根泛起薄红,她收回红笔,重重在纸上划开两道分类大括号:

“听好了!实数  的解有两个分支!”

红墨水在纸页上用力书写:

“第一分支:当  时,两式恒等,!整卷封订成合集!”

她咬了咬牙,笔尖划向下一行:

“第二分支:当  时,公共根为 ,,其最大公因式为 !仅在首页设单页交叉索引!”

“啪嗒!”珮数把笔扣在桌上,别过通红的脸面向窗外:

“哼!我只是怕某些人明天交差被骂丢了学生会的脸罢了!”

豆猫微笑着端来一杯晾到温热的大麦茶,杯底垫着吸水软木垫,轻轻推到她手边。

珮数低声轻哼了一下,双手捧住温热的瓷杯,小口啜饮起来。


04 档案转轮的卡槽与素性审定

深夜二十三点三十分,自习室清理出五台老式微缩胶卷转轮。

铸铁卡槽边缘刻着有限域标志:

待装填的核心胶卷母带是一卷刻有分圆多项式的高精度底片:。

索素将放大镜按在底片上,眉头微微皱拢:

“必须先审定它在各域下的不可约性与因式分解,否则切错胶卷会当场折断。”

她伏在案头,圆珠笔在表格内快速勾画:

在  上代入无零点,且无法拆成二次因式乘积,判定不可约;在  上退化为 。

但当胶卷转轮拨到 19 格时,庞杂的剩余类因式组合让索素的笔尖在纸上悬停良久。

“索素姑娘,莫钻牛角尖。”

惟因反手拔出短匕「解素」,白樱刀鞘稳稳插在腰带间,金属刀背在橡木桌面上发出清脆的笃笃声:

“分圆多项式之骨骼,在于乘法群元素之阶!何须蛮力死算?”

匕首刀尖斜指胶卷纸带:

“五次分圆根具乘法阶 5。在有限域 ()中,因式次数恰等于  在乘法群中的阶!”

索素蜜桃粉的眸子微微睁大,立刻抓起黑色签字笔快速排开演算:

“ 时,,阶为 4,在  上不可约!”

她顺着卡槽往下拨了一格,笔尖没有停顿:

“ 时,,阶为 4,在  上亦不可约!整卷四页连装!”

“ 时,素数整除,塌缩为  单页重叠!”

“ 时,,阶为 1,完全分裂为 ,拆成四张单页!”

她深吸一口气,快速推算最后一格:

“ 时,,阶为 2,必然分解为两个二次不可约因式!”

索素快速代入对称多项式系数,在胶卷标签上写下分解结果:

“分解为 !拆成双联胶卷装机!”

验算完毕,索素拿起小印章在胶卷盒封条上印下审核标识。

惟因在指尖灵巧地挽了个刀花,唰地将短匕插回白樱鞘中。

她正欲潇洒抱拳,后脚跟却不慎踢在木制转轮箱的凸缘上,整个人狼狈晃动,双臂慌忙扒住身旁的铁置物架:

“咳……在下只是试探此箱底盘是否稳固!”


05 特藏长卷的剑芒与唯一分卷

凌晨一点十五分,切纸台旁推过两卷泛黄受潮的厚重特藏原件。

摊开的长卷足有三米长,一卷标着八次总账多项式 ;另一卷则是通借总表 。

豆猫拿出一块干燥的软羊毛布,仔细拂拭去纸卷边缘附着的陈年尘屑:

“特藏规程要求切分成不可再分的最小单元,并向教导处证明其唯一因式分解。”

惟因褪下右手护腕,拔出短匕「解素」,刀锋贴着长卷纵向纹理虚晃一寸:

“看好第一卷:。乘以  得 !原卷实为 !”

刀柄在她掌中利落一旋,寒芒在空中划过半弧:

“,除以 ,余下两式相乘:!”

刀尖贴着纸面两寸处的虚空顿止:

“;!二者在  中天生不可约,一卷剖为二册!”

刀光横向移至第二卷通借总表  前:

“正因数集合为 !根据分圆拆分定理,!”

短匕在切纸垫板上连落六道轻响,六组因式整齐排列在草稿签上:

。

惟因横匕胸前,正色道:

“在  中皆不可约,分解式在乘法交换意义下存在且唯一!”

她刚收刀抱拳,手腕上忽然搭上一柄冰凉的银色硬物。

衡苓用 45cm 银尺压住她的手腕,顺手将一盘白棉线和一根钢制装订针塞进她手心:

“刀法耍完了就去裁切台引线,学检部不留光切不缝的刀客。”


06 水渍残页的死局与银尺顿悟

凌晨两点四十五分,切纸台周围摊满了雪白的吸水绵纸,正中央摆着一本因水浸而严重散架的重点抽检册。

原册四分之三的字迹已被水渍洇湿成无法辨认的墨团,只剩贴在卷尾的两张抽检便签尚能辨识:

除以  余 ;除以  余 。

索素捏着镊子夹起残片,声音有些发紧:

“必须求出除以  的完整三次余式 ……”

“我来。”

衡苓上前一步,摘下单边手套,左手将 45cm 银尺压在干燥纸面作为尺规,右手握铅笔写下:。

点值代入算出  与 。

但四个未知系数只有两个方程,笔尖在纸面划出一道深深的凹痕,戛然而止。

长桌最角落的睡袋里,薰衣草紫色的布料微微蠕动。

商商翻了个身,顶着睡乱的  呆毛,迷迷糊糊地从拉链缝隙里咕哝道:

“唔……模平方……除式有了重根,把余式求导数带进去呀……”

微弱的嗓音在寂静的长桌上落下。

衡苓霜蓝色的瞳孔猛然收缩,握尺的手指骤然绷紧:

带平方的整除条件本质是高阶插值,余式在重根处的一阶导数必然与被除式的导数相吻合:

;

!

四个独立的线性约束方程瞬间齐备。

衡苓运笔如飞,列出导函数方程 :

① ;

② ;

③ ;

④ 。

银尺边缘平推辅助行消元:

④ 式减 ② 式得 ;

(③ 式减 ① 式) 减去 ② 式得 。

两式联立立解得 ,顺势回代求出 。

深黑色的铅笔字迹在受损页背脊整齐列出:

!

衡苓将银尺平收回腰间皮套,轻舒了一口气:

“复原完毕。”

豆猫走上前,掌心覆在她微凉的指尖上轻轻握了握。

衡苓耳根泛红,慌乱地转过身去,伸手一把将商商睡袋的拉链往上拉到领口处:

“拉好,当心纸屑掉进脖子里。”


07 重复盖章卡与复数重根

清晨四点十五分,自习室窗外泛起一片沉冷的灰蓝。

索素从木屉深处翻出一整叠深蓝色硬质借阅卡:

“这叠卡在归档台账上被盖了两次同日期章,卡号撞了号,存在重根。若不找出所有导致重根的参数 ,整套借阅卡就无法插架。”

借阅卡背面的特征多项式为 。

余余在废纸边缘快速求出一次形式微商:

“导式是 !”

珮数捏起一支蓝墨水钢笔在纸上接续:

“根不可能为零,故公因式必来自 。代回原式展开得 !”

她指尖敲击纸面:

“取实数 ,原式分解为 ,产生重根 ,重数为 2。”

众人按照这个参数挑出一批卡片后,抽屉滑轨推进到一半,机械锁扣再次咔哒卡死在导轨中。

睡袋里的商商将双臂从侧面拉链伸出,头顶的  呆毛笔直竖起:

“你们把眼睛只留在实数轴上了哦。”

她揉了揉惺忪的眼睛,指了指卡槽上方的复数分类标尺:

“ 在实数域里,可还有一个孪生姐妹呢。”

围在桌旁的众人猛然抬头——实数参数还有 !

余余飞快在草稿纸上代入计算:

!

重根恰是复数平面上的 ,其重数同样为 2!

索素戴上白棉手套,按参数将深蓝卡片分作两摞,抽屉导轨的卡簧应声回弹:

 时,,重根为 (重数 2);

 时,,重根为 (重数 2)!

卡盒导轨咔哒一声完全顺畅推进槽底。

商商重新缩回睡袋深处,抱紧怀里的枕头打了个浅浅的呵欠:

“修正完毕……”


08 终极规范与破晓合战

黎明五点十五分,全院借阅总目录的终极大总表在长桌正中央缓缓铺开。

验收规范要求匹配五次分圆多项式 ;而印刷排版格式则为带参多项式 ( 为实数)。

豆猫用两枚黄铜镇纸压平大图纸的卷边:

“必须求出所有存在公共根的兼容参数  及其公共因式。”

作差展开式被豆猫工整誊写在黑板中央:

。

第一步,珮数抢先上前一步,红笔稳稳落位:

“先看退化分支!当  时差值为 0,两式恒等,四个根全为公共根,!本小姐绝不在同一个坑里跌倒两次!”

第二步,商商在睡袋里撑着下巴补充道:

“若 ,非零公共根  必满足  与 。”

第三步,惟因与索素一左一右靠拢黑板,粉笔同时点在式子上:

将  两边同除以 :。

设对称基底 ,原式化为标准二次方程:。

第四步,衡苓手持 45cm 银尺抵在黑板下沿,划出笔直横线:

“求根公式得 。”

第五步,余余捏紧粉笔头快速收束:

“方程两根积为 1,根之和为 !移项得 !”

对应的公共因式正是:!

豆猫端正握笔,在验收大表末尾签署规程:

(两式恒等,四个根全部公共);

或 ,公共因式为 !

一缕晨光撞碎在窗玻璃上,整张木桌泛起淡金色的光泽。

珮数抱胸扭过脸去,金发发梢在光晕里微晃:

“哼……本小姐只是顺手写了个平凡解,才不是为了帮你们呢!”

豆猫将一块温热的湿毛巾递到她手里,珮数抿了抿唇,别别扭扭地擦拭指尖的红墨水。

索素双手捧起黄铜大印,在印泥盒中饱蘸朱砂,重重砸在大表的封签上:

“归档完毕!”


09 盖章入箱与晨光微温

清晨六点整,自习室走廊外传来一串清脆的钥匙响声。

推着保洁车的阿姨推开虚掩的房门探头看进来,当场愣在原地。

长桌上三千多册借阅登记册被方方正正地分装成箱,纸屑已被清扫入篓,大型裁纸刀的保险插销妥善扣死。

索素将擦拭干净的「纯爱总顾问」台签小心放回帆布包底;

余余将备用装订针收进铁盒,合上盒盖,身子轻轻贴在豆猫臂弯旁;

衡苓将 45cm 银尺推入皮鞘,反手替身旁的姐姐理正微皱的衬衫衣领;

惟因抱拳颔首,将短匕「解素」端正系回腰侧;

珮数对着小镜子整理螺旋双马尾,嘴里还小声念叨着:

“本小姐才没有觉得充实。”

窗台角落里的商商整个人窝在睡袋软壳里,脸颊贴着枕头,头顶的  呆毛随着清浅悠长的呼吸微微颤动。

“咕噜噜——”

不知是谁的肚皮不合时宜地轻响了一声,大伙面面相觑,自习室里顿时漾开一阵忍俊不禁的轻笑。

豆猫收好登记册的封箱单,拍了拍手笑道:

“走吧,食堂早点铺开门了,甜豆浆和热豆沙包我请客。”

余余第一个高高举起双手:

“好耶!我要喝两碗豆浆!”

珮数昂起下巴别过视线:

“哼,本小姐才不屑于吃路边蒸包……不过既然是豆猫请客,我就勉为其难赏光好了!”

惟因一本正经地并起双指:

“在下以为,豆沙包之切缝亦有讲究!”

微风吹动林荫道两旁的绿叶,七个少女踏着金色的晨光,向着冒着蒸腾炊烟的食堂欢笑着并肩走去。

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