x^{12}+64=(x^4)^3+4^3
と考えると
=(x^4+4)(x^8+4x^4+16)
x^4+4は複2次式の計算で
=x^4+4x^2+4-4x^2=(x^2+2)^2-(2x)^2=(x^2+2x+2)(x^2-2x+2)
となるので,
x^{12}+64=(x^2+2x+2)(x^2-2x+2)(x^8+4x^4+16)
ところが,先に複2次式の計算をすると,
x^{12}+64=(x^6)^2+8^2
=(x^6)^2+16x^6+8^2-16x^6=(x^6+8)^2-(4x^3)^2
=(x^6+4x+8)(x^6-4x+8)
最初の答えとあわない.
まぁこれは単純なこと,
(x^6+4x^3+8)(x^6-4x^3+8)
の中に2つの因数
(x^2+2x+2)(x^2-2x+2)
があるはずである.
多項式の割り算は易しいので,実際に割り算を実行すると
(x^6+4x^3+8)\div(x^2-2x+2)=x^4+2x^3+2x^2+4x+4
(x^6-4x^3+8)\div(x^2+2x+2)=x^4-2x^3+2x^2-4x+4
このことから初めにあきらめた因数分解は
(x^8+4x^4+16)=(x^4-2x^3+2x^2-4x+4)(x^4+2x^3+2x^2+4x+4)
となることがわかる.
ということで,有理数の範囲の因数分解は
(x^2-2x+2)(x^2+2x+2)(x^4+2x^3+2x^2+4x+4)(x^4-2x^3+2x^2-4x+4)
「2つの多項式x^4+2x^3+2x^2+4x+4とx^4-2x^3+2x^2-4x+4がどちらも有理数体上規約である」ことを示す必要がある。
返信削除[証明]
f(x)=x^4+2x^3+2x^2+4x+4とする。
Eisensteinの定理(規約判定法)を素数2に対して適用することにより、f(x-1)=x^4-2x^3+2x^2+2x+1は有理数体上規約である。
従って、f(x)も有理数体上規約。さらに、f(-x)=x^4-2x^3+2x^2-4x+4も有理数体上規約である。