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。
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。
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。
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。
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。