单项式

代数

dān xiàng shì

单项式是恰好含有一项的多项式,由系数乘以取非负整数次幂的变量构成。

Formula

a \cdot x^n

Definition

单项式是恰好由一项构成的多项式:一个数、一个变量,或者一个数乘以一个或多个变量,每个变量都取非负整数次幂。它的次数是该项中所有变量指数之和,单项式是组合成多项式的基本单元;单项式相乘时,系数相乘,指数相加,这正是指数积法则的直接应用。在 $n$ 个变量 $x_1,\ldots,x_n$ 的情形下,单项式是形如 $x_1^{a_1} \cdot x_2^{a_2} \cdot \ldots \cdot x_n^{a_n}$(再乘以一个常数)的乘积,单项式构成多项式环 $F[x_1,\ldots,x_n]$ 作为 $F$ 上向量空间的一组基;对多元多项式而言,需要一种单项式序(例如字典序、分次字典序或分次逆字典序)来定义首项和格罗布纳基。

Example

$5$、$3x$、$-7x^2$、$4xy$ 和 $2x^3y^2$ 都是单项式,每一个都恰好只有一项,没有加法或减法。$6x^2y^3$ 的系数为 $6$,次数为 $2 + 3 = 5$;$(3x^2)(4x^3) = 12x^5$。在 $F[x,y,z]$ 中,单项式 $x^2yz^3$ 的次数为 $6$,在 $x > y > z$ 的字典序下,$x^2yz^3 > xy^4z^2$,因为首先比较的是 x 的指数($2 > 1$)。

Key Insight

"单"(mono)意味着一:单项式有一项,二项式有两项,三项式有三项。一旦涉及多个变量,就需要单项式序,因为它决定了多项式环中除法算法的运作方式,从而使计算格罗布纳基成为可能,用来求解多项式方程组。