■初等幾何の楽しみ(その58)

  r^(n/2)=cos(n/2・θ)

  2r^n=cosnθ+1

 ここで,cosnθはcosθ=x/rに関するn次多項式となる.したがって,nが奇数とき,右辺にはcosθの奇数乗項があるため4n次式,nが偶数のとき,2n次式になることがわかる.

 n=2,4,6,8,・・・のときは

  cosnθ+1=2{f(cosθ)}^2{g(cosθ)}^2{h(cosθ)}^2・・・

の形になったため,n次式に還元することができた.nが大きいときはどうなるのだろうか?

 そこで,畏友・阪本ひろむ氏にお願いしてMathematicaで展開・因数分解してもらったところ,nが偶数のときはn=100まですべて

  cosnθ+1=2{f(cosθ)}^2{g(cosθ)}^2{h(cosθ)}^2・・・

の形に因数分解できた.

 結論として,nが奇数とき4n次式,nが偶数のときn次式になることがわかった.

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