01.gif次方程式の01.gif個の解の02.gif乗の和について

01.gif次方程式03.gif01.gif個の解04.gif02.gif乗の和を05.gifと置く。
対称式や、漸化式、導関数を利用する求め方について解説する。

1 対称式の利用

(1)06.gif のとき

解と係数の関係で07.gifと置くと、
02.gif08.gif
02
109.gif
210.gif
311.gif
412.gif
513.gif
614.gif
715.gif
816.gif
917.gif
1018.gif
02.gif19.gif(時岡作)

(2)20.gif のとき

解と係数の関係で21.gifと置くと、
02.gif08.gif
03
109.gif
210.gif
322.gif
423.gif
524.gif
625.gif
726.gif
827.gif
928.gif
1029.gif

(3)30.gifのとき

解と係数の関係で
31.gif
と置くと、

02.gif08.gif
04
109.gif
210.gif
322.gif
432.gif
533.gif

2 漸化式の利用

3次方程式34.gifの場合を考えてみよう。
35.gifは解なので、36.gif
両辺に37.gifを掛けると、38.gif …①
同様に、39.gifも解なので、
40.gif …②
41.gif …③
①~③を辺々加えると、
42.gif ∴ 43.gif …④
ここで、44.gifであるから、④の漸化式を用いると、
45.gif
順次、46.gifと求めることができ、その結果は、1(2)の表の通りである。

3 導関数の利用

47.gifとして、48.gifと置ける。
両辺の絶対値をとってから対数をとると
49.gif
両辺を50.gifで微分すると、
51.gif
両辺に50.gifを掛けると、
52.gif …⑤
53.gifなる十分大きい50.gifに対して(※)、⑤の右辺は、
54.gif
55.gif
56.gif
∴ 57.gif

【例題】4次方程式58.gifの4つの解の10乗の和を求めよ。
【解】59.gifと置くと、
60.gifであるから、
62.gif
61.gif
よって、4つの解の10乗の和は、607099…【答】
(※)63.gifの一つの解を64.gifとするとき、
65.gifが成り立つことを証明する。
これが証明されると、57.gifは実際、
66.gifなる50.gifで成り立つことになる。
【証明】67.gifとおく。
今仮に68.gif …⑥と仮定する。
69.gifより、
70.gif
71.gif
72.gif
73.gif ∵ 74.gifより
75.gif76.gif ∵⑥より、77.gifであるから
78.gif
よって、79.gifとなり、この不合理は⑥の仮定が原因である。
従って、65.gif  【終証】
(2002.11.3)

 追記(2014/10/19)