У математиці однорідним многочленом називається многочлен у якого усі ненульові члени мають однаковий степінь. Наприклад, — однорідний многочлен -го степеня з двома змінними; сума показників у кожному доданку завжди дорівнює . Многочлен не є однорідним, оскільки сума показників для різних одночленів не є однаковою. Функція визначена однорідним многочленом завжди є однорідною функцією.

Алгебрична форма або просто форма — функція, визначена однорідним поліномом.Однак деякі автори не роблять чіткої різниці між поліномом і пов'язаною з ним функцією, терміни однорідний поліном та форма іноді вважаються синонімами. Бінарна форма — форма з двома змінними. Форма — це також функція, визначена у векторному просторі, яку можна представити як однорідну функцію координат для довільного базису.

Многочлен степеня завжди є однорідним; він просто є елементом поля або кільця коефіцієнтів, зазвичай його називають константою або скаляром. Форма степеня є лінійною формою.Лінійні форми визначаються лише для скінченновимірного векторного простору, тому їх слід відрізняти від лінійних функціоналів, які визначені для будь-якого векторного простору. “Лінійний функціонал“ рідко використовується для скінченновимірних векторних просторів. Форма степеня є квадратичною формою. Наприклад, у геометрії евклідова відстань є квадратним коренем із квадратичної форми.

Однорідні многочлени є широко поширеними в математиці та фізиці.Однорідні поліноми у фізиці часто виникають як наслідок методу аналізу розмірностей, де вимірні величини повинні збігатися у реальних задачах. Вони відіграють фундаментальну роль в алгебричній геометрії, оскільки проективний многовид за означенням є множиною спільних нулів множини однорідних многочленів.

Властивості Однорідний многочлен визначає однорідну функцію. Це означає, що якщо многочлен від змінних є однорідним степеня , то

виконується для будь-якого і для будь-якого поля, що містить коефіцієнти многочлена . І навпаки, якщо вищезгадане співвідношення справедливе для нескінченної кількості , то многочлен є однорідним степеня . Зокрема, якщо многочлен є однорідним, то

для будь-якого . Ця властивість є фундаментальною при визначенні проективного многовида.

Будь-який ненульовий многочлен можна єдиним чином розкласти як суму однорідних многочленів із різними степенями, які називаються однорідними компонентами многочлен а.

Для заданого кільця многочленів над полем (або, у загальному випадку, кільцем) однорідні многочлени степеня утворюють векторний простір (або модуль), який зазвичай позначається як . Наведений вище однозначний розклад означає, що є прямою сумою модулів (сума за всіма невід'ємними цілими числами).

Розмірність векторного простору (або вільного модуля) — це кількість різних одночленів степеня з змінними і одиничним коефіцієнтом (тобто максимальна кількість ненульових членів в однорідному поліномі степеня від змінних). Вона дорівнює біноміальному коефіцієнту

Однорідний многочлен задовольняє тотожність Ейлера для однорідних функцій: якщо є однорідним многочленом степеня від невідомих , то:

де означає формальну частинну похідну від відносно .

Гомогенізація Для неоднорідного многочлена існує однорідний відповідник, який називається гомогенізацією многочлена. Його можна одержати, ввівши додаткову змінну і визначивши однорідний многочлен :

де степінь многочлена . Наприклад для многочлена

його гомогенізація є рівною

Навпаки неоднорідний многочлен одержується з однорідного, якщо ввести заміну .Тобто

Див. також

Градуйована алгебра Многочлен Гільберта

Мультилінійна функція

Поліном Шура

Примітки

Джерела