■正多角形の作図と原始根(その76)

[Q]cos2π/7+cos4π/7+cos8π/7=?

[Q]sin2π/7+sin4π/7+sin8π/7=?

これらの解法を紹介したい.

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これらの解法を紹介したい.

 α=cos2π/7+isin2π/7

 α^k=cos2kπ/7+isin2kπ/7

β=α+α^2+α^4とおく.

sin2π/7+sin4π/7+sin8π/7はβの虚部となる。

βを求めるためには

β~=α^3+α^5+α^6と置く。

α^7=1→(α−1)(α^6+α^5+α^4+α^3+α^2+α+1)=0

β~=(α+α^2+α^4)~=α^6+α^5+α^3

β+β~=α+α^2+α^4+α^6+α^5+α^3=−1・・・αが消える

β・β~=(α+α^2+α^4)(α^6+α^5+α^3)=α^4+α^5+α^6+3+α^8+α^9+α^10

=3+α^6+α^5+α^4+α^3+α^2+α=2・・・αが消える

 したがって,β,β~はz^2+z+2=0の2根

  (−1±i√7)/2

  β=(−1+i√7)/2,β~=(−1−i√7)/2

[A]cos2π/7+cos4π/7+cos8π/7=Re(β)=−1/2

[A]sin2π/7+sin4π/7+sin8π/7=Im(β)=√7/2

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β=α+α^2+α^3

β~=α^4+α^5+α^6とおいた場合、

β+β~=1であるが、

β・β~=(α+α^2+α^3)(α^4+α^5+α^6)=α^5+α^6+1+α^6+1+α+1+α+α^2

=3+α^5+α^6+α^6+α+α+α^2・・・αが残ってしまう

積にαが残らないための唯一の方法が

β=α+α^2+α^4

β~=α^3+α^5+α^6の組み合わせなのである。

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