Citat:
Ursprungligen postat av stormsystem
Finns det något enkelt sätt att visa att x^n-p, där n är ett heltal och p är ett primtal, är irreducibelt i Q[x] utan att att använda sig av Eisensteins kriterium? Om det blir enklare av ge p ett värde är det helt ok.
Man kan använda egenskaper för de komplexa talen:
Antag att x^n - p är reducibel i Q[x]. Då är den reducibel i Z[x], och kan skrivas som f(x)g(x), för polynom f(x) och g(x) av grad minst 1. Men betrakta nu konstanttermerna i f(x) och g(x). Produkten av dessa är p, och eftersom p är ett primtal så måste minst en av konstanttermerna vara ±1. Wlog så har f(x) konstantterm ±1. Men konstanttermen är också produkten av rötterna till f(x). Å andra sidan är rötterna till f(x) också en delmängd av rötterna till x^n - p, och dessa känner vi till ganska explicit, och det är enkelt att kolla att ingen (icke-tom) delmängd av rötterna till x^n - p har produkt ±1.
Edit: Förresten behöver man inte ens Gauss lemma:
Antag att vi har en faktorisering x^n - p = f(x)g(x) i Q[x]. Låt P vara konstanttermen i f(x). P är då produkten av elementen i en icke-tom, äkta delmängd av rötterna till x^n - p, och har därför absolutbeloppet p^(k/n), för något k med 0 < k < n. Men ett sådant tal kan omöjligen vara rationellt. Motsägelse.