定理 与 在 上互素,当且仅当 无重根。
证: 反证法。若 有重根,则
求导
这与 与 互素矛盾。
假若 与 有公因式 ,且满足 是 的 重根,于是设
于是 ,设 ,则
由积分第二中值定理
这与 是 的 重根矛盾。
注意:这里实际上我们推广了多项式中的定理。我们约定所谓重根是指含有因式 ,其中 。我们说有根,是指 。若考虑 的情况,则求导后会出现奇点,这不在我们的关心的范围。
于是,若 零点相同,则说明 有重根,而且对任意 都成立。也就是说这个根不会受到求导的影响以致于消失。所以只能联想到指数函数——
显然他们只有在 (可去奇点)这一个根,继续求导,可以预见导数总是如下形式
其中 都是多项式, 依然是根(这个结论读者自证吧)。不过除此之外还会产生 的根,所以按照此种方法,我们只能保证 的任意阶导数都有同一个根。
当然,零函数就不说了。