і віднімемо з цього квадрата подвоєну суму
. Ми отримаємо: ,Звідки:
)Згадуючи, що
ми знаходимо (використовуючи вказані вище співвідношенняЗалишається 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 наЯк 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.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 числоВзяті 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 числаДобуток 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: