本原多项式和不可约多项式

本文讨论的,不做特别说明的话,都是在伽罗华域(Galois Fields)GF(2^{n} )上。

1、不可约多项式(Irreducible Polynomial)

定义:不能写成两个次数较低的多项式乘积形式的多项式。

多项式分解网站:EE4253 Polynomial GF(2) Factoring Tool (unb.ca)

不可约多项式查询网站:ECE4253 Prime Polynomials (unb.ca) 

2、本原多项式(Primitive Polynomial)

2.1、定义

2.1.1、定义1

一个 m 阶的不可约多项式 f ( x ) ,如果 f ( x )整除x^{n}+1的最小正整数 n 满足n=2^{m}-1,则该多项式是本原多项式。

例如,f(x) = x^{4} +x +1只能被x^{15}+1整除,而不能被x^{7}+1x^{3}+1整除,所以这个f(x)是本原多项式。

从定义可知,本原多项式一定是不可约多项式。

本原多项式查询网站:本原多项式 (univ-cotedazur.fr)

2.1.2、定义2

若整系数多项式 f(x)的各系数之最大公因子(gcd)是 1,则称 f(x)为一个本原多项式。

引理 1: 若 f 和 g都是本原多项式,则 fg也是本原多项式。很显然,这个引理和定义1中的不可约要求是冲突的。

2.2、性质

如果f(x)=x^{m}+x^{i}+1是本原多项式,则其伴随多项式g(x)=x^{m}+x^{m-i}+1也一定是本原多项式。

例如,x3+x2+1和x3+x+1都是本原多项式;x7+x3+x2+x+1和x7+x6+x5+x4+1都是本原多项式。

2.3、为什么x^{4}+x^{3}+x^{2}+x+1不是本原多项式?

该f(x)是不可约的,且也能被x^{15}+1整除,为什么不是本原多项式呢?

不可约多项式 本原多项式 说明
1

x

x + 1

2
3

x3 +x+1

x 3 + x 2 + 1

4
5
6

本原多项式(高等代数)

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