Многочлен называется неприводимым над числовым полем, если он не делится на многочлены меньшей степени (исключая константы)
Теорема 2.7 Пусть многочлен f(x) неприводим. Тогда
I. Из
вытекает, либо
, либо
.
II. Если неприводимый многочлен делится на неприводимый многочлен, то они отличаются числовым множителем.
Доказательство.
Докажем первое утверждение. Если
, то утверждение верно. Пусть
не делится на
, тогда
и найдутся многочлены
и
, что
. Умножим полученное равенство на
:
. В левой части равенства все слагаемые делятся на
, следовательно,
.
Второе утверждение следует непосредственно из определения неприводимого многочлена.
Теорема 2.8 Многочлен над числовым полем единственным образом раскладывается в произведение неприводимых многочленов, с точностью до перестановки сомножителей и числовых множителей.
Доказательство проведём индукцией по числу сомножителей. Если многочлен имеет один сомножитель, то он неприводим, и теорема верна. Пусть теорема верна для любого многочлена, разлагающегося на не более n-1 сомножителей. Допустим, найдётся многочлен, имеющий как минимум два разложения на неприводимые множители
(
). Поскольку произведение
делится на
, то найдётся номер i, что
делится на
. Переставим сомножители так, чтобы i=s. Многочлены
и
отличаются числовым множителем
. Следовательно,
. По предположению индукции s-1=n-1 и сомножители отличаются только порядком и числовыми коэффициентами. Теорема доказана.