■因数分解のはなし(その8)

【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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