整数係数・有理数係数という制限を取り払うと,因数分解可能になる式があります.たとえば,
x^2-3xy+y^2+x+y-1
は,無理数である黄金比:τ=(√5+1)/2,τ^(-1)=(√5-1)/2を用いると
(τx-τ^(-1)y-1)(τ^(-1)x-τ^(-1)y+1)
と因数分解できます.
さらに実数という制限も外してみることにしましょう.
x^2+y^2
を実数の世界で因数分解することはできませんが,複素数を使うと
x^2+y^2=(x+yi)(x-yi)
のように因数分解できます.また,
a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca
は,ω(1の虚立方根)=(i√3-1)/2を用いると
(a+bω+cω^2)(a+bω^2+cω)
と書くことができます.
x^2+y^2+z^2
は複素数の助けを借りても因数分解できませんが,4元数を用いると,
x^2+y^2+z^2+w^2=(x+yi+zj+wk)(x-yi-zj-wk)
ですから,
x^2+y^2+z^2=-(xi+yj+zk)^2
のように因数分解できます.
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素数は分解されることはないのですが、分解される範囲が複素数まで拡大されるのであれば、2つの積の形に分解されて書き表すことができます
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