Смекни!
smekni.com

Застосування симетричних многочленів (стр. 6 из 7)


і віднімемо з цього квадрата подвоєну суму

. Ми отримаємо:

,

Звідки:

)

Згадуючи, що

ми знаходимо (використовуючи вказані вище співвідношення

Залишається помножити обидві частини отриманої рівності на q .

Зауваження. Щоб уникнути дещо неприємного (при розкритті дужок в чисельнику) вираження, можна було б спочатку перетворити чисельник в правій частині формули (*). Використовуючи співвідношення

ми можемо переписати формулу (*) у вигляді


Звідси ( вважаючи, як і раніше,

) отримуємо рішення задачі в зручнішому вигляді:

Приклад 2. Звільнитися від ірраціональності в знаменнику виразу

Напишемо вираз степеневої суми s3 :

В правій частині тільки останній доданок

не ділиться на
. Переносячи його в ліву частину, отримуємо:

,

Звідки:

Поклавши

знаходимо:

Ми бачимо, таким чином, що якщо знаменник дробу має вигляд

, то після множення чисельника і знаменника на вираз

,

у знаменнику отримаємо вираз

Тепер для звільнення від ірраціональності досить використати формулу:

.

Потрібно помножити чисельник і знаменник на вираз

В результаті отримаємо:

Розглянуті приклади є окремими випадками наступного завдання. Нехай треба позбавитися від ірраціональності в знаменнику виразу


Іншими словами, ми повинні представити цей вираз у вигляді:

де A може бути скільки завгодно складним ірраціональним виразом, але знаменник B має бути раціональним. Ясно, що знаменник буде раціональним, якщо в нього самі корені

не входять, а входять лише їх n-і степені. Іншими словами, позначивши
ми повинні відшукати тотожність виду:

де f і g – деякі многочлени. Ця рівність переписується у вигляді

. І так, нам потрібно знайти такий многочлен від трьох змінних, що
ділиться на

Як же знайти такий многочлен g? Спробуємо використовувати симетричні многочлени. Простими прикладами симетричних многочленів, залежних тільки від (n – x) степеней змінних x, y, z, можуть служити степеневі суми

,


Якщо нам вдасться скомбінувати ці степеневі суми так, щоб побудований з них многочлен g, якій би ділився на s1, то наше завдання вирішене.

Іноді буває важко скомбінувати степеневі суми sn, s2n, s3n, . . ., щоб отриманий з них многочлен, який би ділився б на

В цьому випадку може допомогти наступний прийом. Спробуємо використовувати (для отримання многочлен, що ділиться на) не тільки степеневі суми sn, s2n, s3n, . . ., але також і величину Адже при
ми маємо
тобто до раціональних виразів sn, s2n, s3n, . . , ми додаємо лише одну ірраціональність
. Для звільнення від цієї ірраціональності, що залишилася, можна скористатися способами, вказаними на початку цього пункту.

2.4 Вилучення коренів

Вилучення коренів можна нескладно виконати за допомогою так званого методу послідовних наближень. Додатково з цим методом можна ознайомитись в роботі [3]. Ми опишемо один спосіб побудови послідовних наближень, пов'язаний з симетричними многочленами.

Нехай треба обчислити

, де N - деяке додатнє число. У якості «нульових наближень» виберемо довільні додатні числа
і додамо до них число

Взяті числа володіють тією властивістю, що їхній добуток


Обчислимо тепер елементарні симметричні многочлени

від чисел a
,які складають нульове наближення, і в якості першого наближення візьмемо числа

Добуток усіх чисел першого наближення дорівнює

тобто так як і раніше дорівнює N.

Тепер складемо елементарні симетричні многочлени

від чисел
,які складають перше наближення, і по ним так само знайдемо наступне, друге, наближення:

Добуток всіх чисел другого наближення знову рівний N. Потім по числах другого наближення складемо третє наближення Можна довести, що при кожна з величин що складає n-те наближення, прямує до

.

Приклад 1. При k = 2, тобто при вилученні квадратного кореня ми маємо такі формули:


і взагалі

,

Нехай, наприклад, потрібно обчислити

Приймемо за
число 2. Тоді отримуємо послідовно:

Переводячи прості дроби в десяткові, маємо: