Formalna wypowiedź Jeżeli jest różnym od stałej wielomianem o współczynnikach zespolonych, to wszystkie zera wielomianu należą do wypukłej otoczki zbioru zer wielomianu

Dowód Dowód tego twierdzenia jest stosunkowo prosty i opiera się przede wszystkim na zasadniczym twierdzeniu algebry. Z twierdzenia tego wiemy, że każdy wielomian zespolony można rozłożyć na czynniki pierwsze postaci gdzie to pierwiastki wielomianu. Niech więc będzie wielomianem stopnia którego pierwiastki (niekoniecznie różne) to Zatem mamy

gdzie jest współczynnikiem wielomianu przy najwyższej potędze Policzmy teraz pochodną wielomianu tak zapisanego:

i podzielmy przez co daje

Niech będzie dowolnym pierwiastkiem pochodnej: Jeżeli to nie ma czego dowodzić, gdyż oczywiście wtedy należy do otoczki wypukłej zbioru Niech więc to z powyższej równości otrzymamy

co po skorzystaniu z elementarnej tożsamości daje

Biorąc teraz sprzężenie zespolone obu stron, otrzymamy

co po przekształceniu daje

Oznaczając

mamy oraz

co jest kombinacją wypukłą wektorów

Przypisy

Bibliografia K. Szyszkiewicz, R. Filipek, Metody matematyczne i numeryczne dla ceramików, Wyd. AGH, Kraków 2013.

Linki zewnętrzne Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków (Dodatek do skryptu, s. 12)

Gaussa-Lucasa Kategoria:Twierdzenia o wielomianach