В дальнейшем будем рассматривать многочлены от переменной, принимающей только действительные значения. Поэтому эту переменную будем обозначать х а не z. Кроме того, все коэффициенты будем считать вещественными числами.
.
Если ‑ различные корни многочлена (они могут быть как вещественными, так и комплексными), тогда
,
где .
Теорема 1. Если комплексное число является корнем многочлена с действительными коэффициентами , то сопряжённое комплексное число также является корнем.
Доказательство.
, где .
Так как ‑ корень многочлена, то , следовательно, . Найдем аналогично значение . Так как все коэффициенты ‑ действительные числа, то
,
так как . Мы получили, что , поэтому ‑ корень многочлена . ÿ
Отметим, что если комплексное число является корнем кратности , то сопряженное комплексное число также является корнем кратности .
Пусть и ‑ пара комплексно сопряжённых корней многочлена , тогда делится на и , следовательно, . А это значит, что . Учитывая, что и ‑ действительные числа, видим, что . Таким образом, если , то многочлен делится на многочлен второй степени с действительными коэффициентами.
Теорема 2. Каждый многочлен с действительными коэффициентами единственным образом разлагается над полем действительных чисел в произведение линейных множителей и квадратных трехчленов:
где .