■因数分解の達人(その7)
【1】x^n+1−1の因数分解
f(x)=x^n+1−1=0の解を
αk=cos(2kπ/(n+1))+isin(2kπ/(n+1))
とおく.
複素数αkの共約複素数をαk~で表すことにすると
αk+αk~=2cos(2kπ/(n+1)),αkαk~=1
より,
(x−αk)(x−αk~)=x^2−2pk+1
pk=cos(2kπ/(n+1))
となる.
x^n+1−1の因数分解はnの偶奇によって若干様子が異なるが,nが偶数(n=2m)ならば,n+1=2m+1は奇数となって,f(x)=0の解は1,α1,α1~,αm,αm~となるから
x^n+1−1=(x−1)Π(k=1~m)(x^2−2pk+1)
nが奇数のとき(n+1=2m)は,±1,α1,α1~,αm-1,αm-1~より
x^n+1−1=(x−1)(x+1)Π(k=1~m-1)(x^2−2pk+1)
となる.
以上のことを同次化すると
n=2mのとき,
a^n+1−b^n+1=(a−b)Π(k=1~m)(a^2−2pkab+b^2)
n=2m−1のとき,
a^n+1−b^n+1=(a−b)(a+b)Π(k=1~m-1)(a^2−2pkab+b^2)
pk=cos(2kπ/(n+1))
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