一个证明,pi为圆周率,n为奇数1.设w为n次单位根(w=cos 2pi/n+i*sin 2pi/n).求证:(1+w)

2个回答

  • 建议把分布在单位圆上的根画在图上以供参考.

    记号wk = (cos 2pi/n+i*sin 2pi/n)^k

    1:用韦达定理

    (1+w)(1+w^2)...(1+w^n)

    = (1+w1)(1+w2)...(1+wn)

    = 1 + 两根互乘之和 + 三根互乘之和 + …… + N根互乘之和

    由方程:w^n - 1 = 0

    1 + 两根互乘之和 + 三根互乘之和 + …… + N根互乘之和

    = 1 + N根互乘之和

    = 1 + -1*(-1)^n

    = 2 (因为n为奇数)

    2.1:由于w^n = 1,得:

    (1+w)(1+w^2)...[1+w^(n-1)] = 2

    即:

    {(1+w)[1+w^(n-1)]}{(1+w^2)[1+w^(n-2)]}……{[1+w^(n-1)/2][1+w^(n+1)/2]}=1

    注意w^k和w^(n-k)互为共轭(建议画个单位圆即根的分布)

    (1+w^k)*[1+w^(n-k)] = 1+w^n+w^k+w^(n-k) = {2*cos[pi*k/n]}^2 = {2*cos(a*k)}^2

    可得{2cos a*2cos2a*...*2cos a(n-1)/2}^2 = 1

    下面不用说了吧

    2.3:(1+w)(1+w^2)...(1+w^n)

    = (1+w1)(1+w2)...(1+wn)

    w2的k次方一定是方程w^n = 1的根

    当k取便n个值时由于n是奇数,但却不会出现重复,即:(1+w)(1+w^2)...(1+w^n) = 2 中w换成w2一样成立

    同理可以得到{2cos2a*2cos4a*...*2cos a(n-1)}^2 = 1

    注意式中各角度都在180度以内,画个图只要正负就好了,当然做几个图可以总结一下得到通式.

    3:cos^2(t+ka) = 1/2*cos[2t+2ka]+1/2

    只需从0到n-1对e^[2t+2ka],求和(实际上这个和为0)然后取实部就可以的到证明中最核心的部分

    4:直接看费马点的证明就可以了