[過去ﾛｸﾞ] 現代数学の系譜 工学物理雑談 古典ガロア理論も読む59 (1002ﾚｽ)
上下前次1-新
抽出解除 必死ﾁｪｯｶｰ(本家) (べ) 自ID ﾚｽ栞 あぼーん
このｽﾚｯﾄﾞは過去ﾛｸﾞ倉庫に格納されています｡
次ｽﾚ検索 歴削→次ｽﾚ 栞削→次ｽﾚ 過去ﾛｸﾞﾒﾆｭｰ
621(4): １３２人目の素数さん [sage] 2019/01/31(木) 17:31:35.74 ID:0CxYPFI+(1/4) AAS
おっちゃんです。>>42の(1)だけ高校レベルで考えてみた。
だが、どこに構造を調べる代数の特性を生かす必要性があったのかが分からない。
もしかしたら、>>42の出題意図とは違うかも知れない。
高校数学だから、sin(π/n)∈Q と n＝6 とは同値であることは仮定していいのだろう。
まあ、そのもとで証明。
( cos(2π/n)∈Q(sin(2π/n)) ( cos(π/n)∈Q(sin(π/n)) ) の証明 )
Q(sin(π/n)) は有理数体Qに sin(π/n) を添加した体だから、三平方の定理から
cos^2(π/n)＝1−sin^2(π/n)∈Q(sin(π/n))。
また、体 Q(sin(π/n)) は有理数の加減乗除について閉じている。故に、cos(π/n) の半倍角の公式から、
cos^2(π/n)＝(1＋cos(2π/n))/2∈Q(sin(π/n)) であって、cos(2π/n)∈Q(sin(π/n))。
ところで、cos(2π/n) に関する2倍角の公式から
cos^2(2π/n)＝(1−2sin^2(π/n))^2＝1−4sin^2(π/n)＋4sin^4(π/n)
だから、三平方の定理から、−sin^4(π/n)＋4sin^2(π/n)＝sin^2(2π/n)∈Q(sin(π/n))。
同時に sin^2(2π/n)∈Q(sin(2π/n)) であるから、sin^2(2π/n)∈Q(sin(2π/n))∩Q(sin(π/n))。
2つの体 Q(sin(2π/n))、Q(sin(π/n)) はどちらも有理数の加減乗除について閉じていて
−2sin^2(2π/n)∈Q(sin(2π/n))∩Q(sin(π/n)) だから、cos(2π/n) に再度倍角公式を適用すると、
cos(2π/n)＝1−2sin^2(π/n)∈Q(sin(2π/n))∩Q(sin(π/n))。
故に、Q(sin(2π/n))∩Q(sin(π/n))⊂Q(sin(2π/n)) から cos(2π/n)∈Q(sin(2π/n))。
上の議論は任意の正の奇数nについて成り立つから、nを2nで置き換えれば、cos(π/n)∈Q(sin(π/n))。
622(2): １３２人目の素数さん [sage] 2019/01/31(木) 17:37:25.51 ID:0CxYPFI+(2/4) AAS
あ、sin(π/n)∈Q となるのは n＝2 または n＝6 のときに限ることか。
>>621はこれを仮定している。高校数学だし、多分仮定していいのだろう。
624: １３２人目の素数さん [sage] 2019/01/31(木) 17:43:53.79 ID:0CxYPFI+(3/4) AAS
n＝1 も含まれるが、sin(2π)＝sin(π)＝0、cos(2π)＝1、cos(π)＝-1 なので、これは無視していい。
628(1): １３２人目の素数さん [sage] 2019/01/31(木) 18:05:43.97 ID:0CxYPFI+(4/4) AAS
>>626
>代数的数の集合を”Q~”として sin(π/n)∈Q~
>までを論じることになると思うね（＾＾
>（１のｎ乗のべき根が、代数拡大（超越拡大ではない）になる）
やはりそうだったか。この種の問題は或る意味で他の本(大学以上のレベルとして扱われている)に載っている。
それじゃ、おっちゃんもう寝る。
上下前次1-新書関写板覧索設栞歴
ｽﾚ情報 赤ﾚｽ抽出 画像ﾚｽ抽出 歴の未読ｽﾚ AAｻﾑﾈｲﾙ
ぬこの手 ぬこTOP 0.042s