問題17723・・・出会いの泉より https://6626.teacup.com/shochandas/bbs? よおすけ様紹介問 Orz〜
[1] z=cos(2π/n)+isin(2π/n)、nを2以上の自然数とするとき、 (1-z)(1-z^2)(1-z^3)・・・(1-z^(n-1)) を示せ。ただし、iは虚数単位とする。
(2002年 北海道大学理系 問題4改題)
[2] 複素数z=cos(2π/2018)+isin(2π/2018)について、次の式の値を求めなさい。ただし、iは虚数単位を表します。
(1)(1-z)(1-z^2)(1-z^3)・・・(1-z^2016)(1-z^2017) (2)1/(1-z)+1/(1-z^2)+1/(1-z^3)・・+1/(1-z^2016)+1/(1-z^2017)
(第327回 実用数学技能検定1級1次 問題2)
解答
・わたしの...
[1]
展開式は、すべて対称式になり...
z^n-1=0 の係数から考えて...
与式=1-z*z^2*...*z^(n-1)*1
nが偶数のとき...与式=2
nが奇数のとき...与式=0
[2]
(1)[1]のn=偶数のときなので...2
(2)1-z,1-z^2,...,1-z^2017の2017個の根を持つt^2017-2=0 の根
so...1-2/t^2017=0
1/t^2017-1/2=0の根が、1/(1-z), 1/(1-z^2),...,1/(1-z^2017) なので...
根と係数の関係から...与式=0
でいいのかな ^^
↑
目茶でした ^^; Orz...
↓
・鍵コメT様からのスマートな解法 Orz〜
[1] 通常,「…を示せ」は証明問題に使われる文言ですが, この問題では式が書かれているだけなので,「…を求めよ」が自然ですね.
n-1個の複素数z,z^2,z^3,…,z^(n-1)は,どれもn次方程式t^n-1=0の解です. 残る1つの解はt=1であり, t^n-1=(t-1)(t-z)(t-z^2)…(t-z^(n-1)) が成り立ちます, 一方,t^n-1=(t-1)(1+t+t^2+…+t^(n-1))だから, (t-z)(t-z^2)…(t-z^(n-1))=1+t+t^2+…+t^(n-1)が恒等式です. t=1を代入して,(与式)=nですね.
[2] (1) [1]のn=2018の場合だから,(与式)=2018. (2) z^2018=1に注意して, 1/(1-z^k)+1/(1-z^(2018-k))=1/(1-z^k)+1/(1-1/z^k) =1/(1-z^k)+(z^k)/(z^k-1) =1/(1-z^k)-(z^k)/(1-z^k) =(1-z^k)/(1-z^k)=1です. つまり,題意の和をSとして, 逆順にして足すと,2S=1+1+…+1(2017個)=2017となり, S=2017/2です.
*見事なものですねぇ☆
最近、自分ながらあまりのいい加減さに嫌になってきてますだ...^^;;...
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