В комбинаторике: сколько существует различных невырожденных многочленов степени n над полем Z_p? Обоснуйте ответ и укажите, как учитывать приведение по модулю
Число всех невырожденных (т.е. ровно степени nnn) многочленов над полем Zp\mathbb{Z}_pZp равно (p−1) pn.
(p-1)\,p^{n}. (p−1)pn.
Обоснование: пусть многочлен записан как anxn+⋯+a1x+a0a_n x^n+\dots+a_1 x+a_0anxn+⋯+a1x+a0. Ведущий коэффициент ana_nan может быть любым ненулевым элементом Zp\mathbb{Z}_pZp — p−1p-1p−1 вариантов; остальные nnn коэффициентов an−1,…,a0a_{n-1},\dots,a_0an−1,…,a0 могут принимать любые из ppp значений каждый, давая в сумме (p−1)pn(p-1)p^n(p−1)pn вариантов. При этом все коэффициенты берутся по модулю ppp (т.е. рассматриваются их классы в Zp\mathbb{Z}_pZp), поэтому полиномы с коэффициентами, совпадающими по модулю ppp, считаются одним и тем же. (Если нужно считать полиномы с точностью до умножения на ненулевой скаляр, то количество будет p n+1−1p−1\frac{p^{\,n+1}-1}{p-1}p−1pn+1−1.)
(p−1) pn. (p-1)\,p^{n}.
(p−1)pn. Обоснование: пусть многочлен записан как anxn+⋯+a1x+a0a_n x^n+\dots+a_1 x+a_0an xn+⋯+a1 x+a0 . Ведущий коэффициент ana_nan может быть любым ненулевым элементом Zp\mathbb{Z}_pZp — p−1p-1p−1 вариантов; остальные nnn коэффициентов an−1,…,a0a_{n-1},\dots,a_0an−1 ,…,a0 могут принимать любые из ppp значений каждый, давая в сумме (p−1)pn(p-1)p^n(p−1)pn вариантов. При этом все коэффициенты берутся по модулю ppp (т.е. рассматриваются их классы в Zp\mathbb{Z}_pZp ), поэтому полиномы с коэффициентами, совпадающими по модулю ppp, считаются одним и тем же.
(Если нужно считать полиномы с точностью до умножения на ненулевой скаляр, то количество будет p n+1−1p−1\frac{p^{\,n+1}-1}{p-1}p−1pn+1−1 .)