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求值:cos 2/17π 注:这个题很难的,是高斯出的.请不用计算器给出过程!

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/19 11:03:22
求值:cos 2/17π 注:这个题很难的,是高斯出的.请不用计算器给出过程!
求值:cos 2/17π 注:这个题很难的,是高斯出的.请不用计算器给出过程!
x^17-1=0的一个根是cos(2pi/17)+isin(2pi/17),记这个根是e,于是这个方程的所有根是1,e,e^2,...,e^16.
下面说的需要一点初等数论的知识.素数17的最小原根是3,将所有复数根按下面的方式排列:e,e^3,e^9,e^27=e^10,e^30=e^13,e^39=e^5,e^15,e^45=e^11,e^33=e^16,e^48=e^14,e^42=e^8,e^24=e^7,e^21=e^4,e^12,e^36=e^2,e^6,也就是每次都是指数乘3,然后模17同余,会得到所有16个复数根,这是原根的性质.
把这重新排列的根按奇偶分成两组,即设d1=e+e^9+e^13+e^15+e^16+e^8+e^4+e^2,d2=e^3+e^10+e^5+e^11+e^14+e^7+e^12+e^6,经过简单但是烦人的计算可知,d1+d2=-1,d1*d2=-4,用韦达定理可知d1,d2可以由x^2+x-4=0求得.那个正根是d1,负根是d2.
将d1的所有项还是按奇偶分成两组,即设c1=e+e^13+e^16+e^4,c2=e^9+e^15+e^8+e^2,还是求和和求积,c1+c2=d1,c1*c2=-1,于是c1,c2可以由x^2-d1*x+1=0求得.
将d2的所有项也按奇偶分成两组,即设b1=e^3+e^5+e^14+e^12,b2=e^10+e^11+e^7+e^6,还是求和和求积,b1+b2=d2,b1*b2=-1,于是b1,b2可以由x^2-d2*x+1=0求得.
最后,再把c1的项按奇偶分成两组,a1=e+e^16,a2=e^13+e^4,求和和求积,a1+a2=c1,a1*a2=b1用韦达定理求另一个二次方程,x^2-c1*x+b1=0,a1就是2cos(2pi/17).
最终的结果是cos(360/17)=-1/16+(√17)/16+√(34-2√17)/16+√(17+3√17-√(34-2√17)-2√(34+2√17))/8.