分からない問題はここに書いてね231
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2006/02/08(水) 02:35:26〔補題〕
重根を持たない多項式P(x)について、1/P(x) = Σ[a] 1/{P '(a)(x-a)}.
ただし、右辺は P(x) のすべての根aをわたる和。
〔略解〕
P(x)=x^n ±1 の場合、P '(x)=nx^(n-1) だから,
1/(x^n ±1) = Σ[a] 1/{na^(n-1)・(x-a)} = 干(1/n)Σ[a] a/(x-a)
(i) a≠±1 のとき、
a=|a|e^(iθ), (0<|θ|<π) とおく。
a/(x-a) + a~/(x-a~) = 2{|a|(cosθ)x -|a|^2}/{x^2 -2|a|(cosθ)x +|a|^2}
= 2{(cosθ)x -1}/{x^2 -2(cosθ)x +1}
= 2{-(sinθ)^2 + (cosθ)[x-cosθ]}/{(x -cosθ)^2 +(sinθ)^2},
積分すると→ -2(sinθ)arctan([x-cosθ]/sinθ) + (cosθ)log|x^2 -2(cosθ)x +1|
(ii) a=1 のとき 1/(x-1), 積分すると→ log|x-1|
(�B) a=-1 のとき -1/(x+1), 積分すると→ -log|x+1|
それらに 干(1/n) を掛ける。
さて、P(x)の根 {a_1,…,a_} の分布は
・P(x) = x^n +1 の場合
a_k = a_(n+1-k)~ = e^(iθ_k), θ_k =(2k-1)π/n ( k= 1,2,…,[n/2] )
a_{(n+1)/2} = -1 (nが奇数のとき)
・P(x) = x^n -1 の場合
a_k = a_(n-k)~ = e^(iθ_k), θ_k =2kπ/n ( k= 1,2,…,[(n-1)/2] )
a_n = 1
a_(n/2) = -1 (nが偶数のとき)
森口繁一・宇田川�_久・一松 信: 「数学公式I」 岩波全書221, p.89-93 (1956.9)
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