■正多角形の作図と原始根(その277)

[Q]cos2π/13+cos6π/13+cos18π/13=?

[Q]sin2π/13+sin6π/13+sin18π/13=?

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/13+isin2π/13

 α^k=cos2kπ/13+isin2kπ/13

β1=α+α^3+α^4+α^9+α^10+α^12とおく.

α^13=1→(α−1)(α^12+α^11+α^10+α^9+α^8+α^7+α^6+α^5+α^4+α^3+α^2+α+1)=0

β~=(α+α^3+α^4+α^9+α^10+α^12)~=α^2+α^5+α^6+α^72+α^8+α^11

β+β~=−1・・・αが消える

β・β~=−3・・・αが消える・・・αが消える

 したがって,β1,β2はz^2+z−3=0の2根

  (−1±√13)/2

  β1=(−1+√13)/2,β2=(−1−√13)/2

[A]cos2π/13+cos6π/13+cos8π/13+cos18π/13+cos20π/13+cos24π/13

=cos2π/13+cos6π/13+cos8π/13−cos5π/13−cos7π/13−cos11π/13

=(−1+√13)/2

[A]sin2π/13+sin6π/13+sin8π/13+sin18π/13+sin20π/13+sin24π/13

=sin2π/13+sin6π/13+sin8π/13−sin5π/13−sin7π/13−sin11π/13

=(−1−√13)/2

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mod13で考える。

2^1=2,2^2=4,2^3=8,2^4=3,2^5=6,2^6=12

2^7=11,2^8=9,2^9=5,2^10=10,2^11=7,2^12=1

項の順番に従って2群に分けると

a^2+a^8+a^6+a^11+a^5+a^7

a^4+a^3+a^12+a^9+a^10+a

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最初に2群に分けてから3次方程式を解いた方が、きれいな解が得られる。

正13角形のベキ根表示

2COS(2π/13)=(-1+√13)/6+{(26-5√13+i3√39)/54}^1/3+{(26-5√13-i3√(39)/54}^1/3

が成り立つ。

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最初に3群に分けてから2次方程式を解くと、

ω=(-1+i√3)/2

B1=-1/3+ω^2{(-65+39i√3)/54}^1/3+ω{(-65-39i√3)/54}^1/3

B4=-1/3+ω{(-65+39i√3)/54}^1/3+ω^2{(-65-39i√3)/54}^1/3とおくと、

2COS(2π/13)=(B1+√(B1*B1-4*B4))/2

同値にはみえないであろう。

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