最小有理多项式
给定一个正整数$n$, 请计算出 $sin(pi/n)$ 的最小有理多项式,即其中一个根为$sin(pi/n)$ ,最高次数最小的多项式 (非数学软件) 设\(\frac{\pi}{n}=x,\sin(x)=y\)..........(1)
则有
\(\sin(nx)=\sin(\pi)=0\)...................(2)
由于
\(\sin(nx)=\frac{(\cos(x)+I\sin(x))^n-(\cos(x)-I\sin(x))^n}{2I}\).............(3)
代入(1)(2)并展开有:
\(0=\sum^{[\frac{n-1}{2}]}_{k=0}\mathrm{C}^{2k+1}_n\sin(x)^{2k+1}\cos(x)^{n-2k-1}\).............(4)
\(\sum^{[\frac{n-1}{2}]}_{k=0}\mathrm{C}^{2k+1}_n y^{2k+1} (1-y^2)^{\frac{n-2k-1}{2}}=0\)........(5)
若设
\(z=2\sqrt{1-y^2}=2\cos(x)=2\cos(\frac{\pi}{n})\)..............................(6)
则有:
\(\sin(nx)=y(z^{n-1}-\mathrm{C}^{n-2}_1 z^{n-3}+\mathrm{C}^{n-3}_2 z^{n-5}-\mathrm{C}^{n-5}_3 z^{n-7}+...)\)...........(7)
显然有:
\(z^{n-1}-\mathrm{C}^{n-2}_1 z^{n-3}+\mathrm{C}^{n-3}_2 z^{n-5}-\mathrm{C}^{n-5}_3 z^{n-7}+....=0\)..........(8)
查看第二类切皮雪夫多项式即可。当然n非素数还需要去除一些因式
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