■三角関数とガウス和(その5)

 岩波「数学公式」の正弦・余弦の和公式に

[1]Σsin(2k^2π/n)=(√n)/2・{1+cosnπ/2−sinnπ/2}

[2]Σcos(2k^2π/n)=(√n)/2・{1+cosnπ/2+sinnπ/2}−1

がある.どちらもガウス和に関係しているものと思われる.k=1〜n-1

 作図可能な正奇数角形は三角形を除きすべてこのタイプである。

(a)n=4m+1の場合

[1]Σsin(2k^2π/n)=0

[2]Σcos(2k^2π/n)=(√n)−1

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n=5のとき、

[1]Σsin(2k^2π/n)=0

[2]Σcos(2k^2π/n)=(√5)−1

cos(2π/5)+cos(8π/5)+cos(18π/5)+cos(32π/5)=(√5)−1

cos(2π/5)-cos(3π/5)-cos(3π/5)+cos(2π/5)=(√5)−1

2cos(2π/5)-2cos(3π/5)=(√5)−1

4cos(2π/5)=(√5)−1 (OK)

sin(2π/5)+sin(8π/5)+sin(18π/5)+sin(32π/5)=0

sin(2π/5)-sin(3π/5)-sin(3π/5)+sin(2π/5)=0

2sin(2π/5)-2sin(3π/5)=0 (OK)

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