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ガラパゴ累乗定理

54 バイト除去, 2019年12月12日 (木) 09:35
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'''ガラパゴ累乗定理'''(ガラパゴるいじょうていり)とは、複素数(多元数)$$z$$ の累乗は $$r=2\mathrm{Re}(z)$$ と $$l=|z|^2$$ より構成される代数的多項式 を用いた漸化式より得られる数列 $$P$$、$$QA_n$$ を用いて $$Pz+Qz$$ という一次結合の形で表せるという定理である。の一次結合の形で表せるという定理である。
[[ガラパゴ数学]]の主定理の一つで、$$+1$$ と $$+z$$ を基底の元とする $$\mathbb{R}^2$$ 斜交平面上の幾何を扱うことを主目的として [[みゆ]] によって導出された。
\end{align*}
両辺に $$z$$ を乗じると $$z^3=rz^2-lz$$ となり、右辺に $$z^2=rz-1$$ を代入することで $$Pz+Qz$$ の形へと変形できる。この操作を再帰的に繰り返し、任意の整数乗を $$Pz+Q$$ の形へと帰結させて恒等式を得る。の一次結合の形へと変形できる。この操作を再帰的に繰り返し、任意の整数乗を同形へと帰結させることで漸化式を得る。
==幾何への応用==
複素平面上において、複素平面上の $$0$$ を始点とし $$+1$$ を終点とするベクトル を終点とする位置ベクトル $$\vec{s}$$ と、同じく $$0$$ を始点とし任意の複素数 $$z$$ を終点とするベクトル を終点とする位置ベクトル $$\vec{t}$$ は線形独立である。において、原点を中心として $$\vec{ts}$$ を、原点を中心として $$\vec{st}$$ の成す角度の整数倍だけ $$\vec{t}$$ の成す角度の整数倍回転させて得られるベクトル を回転させて得られる新たな位置ベクトル $$\vec{ut'}$$ は、本定理によって は、$$\vec{s}$$ と $$\vec{t}$$ を基底の元とするベクトル空間上に表現可能である。すなわち、次のような幾何イメージを得る。を基底の元とするベクトル空間上の1次結合の形で表現可能である。
[[ファイル:ガラパゴ累乗定理.png |480px|center|border|ガラパゴ累乗定理のイメージ]]