徒然散歩

経済や数学など自分の興味ある分野について書いています。

数の風景-90

 n次方程式をオイラーの公式を用いて解く(1)
 
 Xの4次方程式の解 a,b,c ,dについては、数の風景-81で計算
 を試みましたが、まだ解が得られていません。
 そこで4次式だけでなく、この形の高次方程式全ての次数について
 オイラーの公式を援用して解けないだろうかと考え、n≧1のn次方程
 式についてその解を e の±iαπ乗の形で表すことを検討しました。
 その結果、つぎの形の高次方程式については、オイラーの公式を用
 いて解を得ることができるようです。

f:id:shurrow2005:20200711134009j:plain

 ここで扱っているn次方程式の解を示すオイラーの公式の図解を見て
 みましょう。指数が正と負の場合についてそれぞれつぎのようになり
 ます。 図で定数項の1は、eの±i2π乗になります。

f:id:shurrow2005:20200711134221j:plain

 定数項 1 を e の±i2π乗としたとき、1~n次の各点は実軸、虚軸
 それぞれについて、+側の合計値と-側の合計値が等しいので、
 実数値虚数値それぞれの和が0になります。これを利用してつぎの
 ように、解となる値を求めます。

f:id:shurrow2005:20200711134424j:plain

 この形のn次方程式は、これらの解の1セットを使ってつぎのように
 積の形に変形することができます。

f:id:shurrow2005:20200711134558j:plain

 各解は独立、単独解としても扱えます。つまり、任意のm値の解をXに
 代入して計算することにより方程式は0になります。

f:id:shurrow2005:20200711134725j:plain

 

 

f:id:shurrow2005:20200711134844j:plain