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第2个例子: n =17。n -1=2×2×2×2,因此这里的计算就化归为求解4个二次方程。我们取数3为原根。以下是它的方幂对于模17的最小剩余
由此我们推导出根的总体Ω 可以这样划分:各有8项的2个周期;各有4项的4个周期,各有2项的8个周期
根据条目351的法则我们可以求出,其根是和(8,1),(8,3)的方程(A )是x 2 +x -4=0。它的根是 =1.561 552 812 8和 =-2.561 552 812 8。我们令第1个根是(8,1),那么第2个根就一定是(8,3)。
其根是和(4,1)和(4,9)的方程(B )是x 2 -(8,1)x -1=0。它的根是
我们把平方根前是正号的那个根作为(4,1),它的值是2.049 481 177 7。那么,平方根前是负号的那个根就是(4,9),它的值是-0.487 928 364 9。剩下的有4个项的(4,3)与(4,10)的和可以用两种方式计算。第1种方式,利用条目346中的方法可以得到以下公式,为了简洁我们用p 表示(4,1)
这个方法还可以给出公式(4,9)=-1-6p +p 2 +p 3 ,由此可以得到和上面一样的值。第2种方式,我们通过求解以和(4,3),(4,10)为根的方程来确定它们的值。这个方程就是x 2 -(8,3)x -1=0。它的根是
也即
和
并且,我们可以用条目352中提到的方法去判断哪一个根是(4,3),哪一个根是(4,10)。计算(4,1)-(4,9)与(4,3)-(4,10)的乘积,它就等于2(8,1)-2(8,3) [3] 。显然,这个表达式的值是正的,等于 。并且,由于这个乘积的第1个因数是正的,即(4,1)-(4,9)= ,那么另一个因式(4,3)-(4,10)也一定是正的。因此,(4,3)就等于平方根前是正号的第1个根,而(4,10)就等于第2个根。由此,我们可以得到和上面相同的数值。
在求出了所有这些均由4项构成的和之后,我们继续来求那些均由2项构成的和。其根是和(2,1),(2,13)[它们包含于(4,1) ]的方程(C )就是x 2 -(4,1)x +(4,3)=0。它的根是
也即
如果我们取平方根前是正号的那个根为(2,1),就得到它的值是1.864 944 458 8,因而另一个根就是(2,13),它的值是0.184 536 718 9。如果按照条目346中的方法求剩下的由两项构成的和,那么对于(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(2,7),(2,8),我们可以用上个例子中对于类似的量的相同的关系式,也就是说(2,2)[或(1,15) ]=(2,1)2 -2…。但是,如果通过解二次方程来成对地求出它们看起来更好,那么对于(2,9),(2,15),我们得到方程
x 2 -(4,9)x +(4,10)=0
它的根是
我们可以按照前面的方式确定使用哪个符号。计算(2,1)-(2,13)与(2,9)-(2,15)的乘积,我们可得-(4,1)+(4,9)-(4,3)+(4,10)。由于这个式子是负的,且因式(2,1)-(2,13)是正的,则(2,9)-(2,15)一定是负的。那么,对于(2,15)我们应当使用正号,对于(2,9)我们应当使用负号。由此我们得到(2,9)=-1.965 946 199 4,(2,15)=1.478 017 834 4。那么,由于在计算(2,1)-(2,13)与(2,3)-(2,5)的乘积时,我们得到正的量(4,9)-(4,10),所以因式(2,3)-(2,5)一定是正的。通过和前面类似的计算,我们得到
最后,通过完全类似的运算我们可以得到
接下来我们要求Ω 本身的根。根为[1]和[16]的方程(D )是x 2 -(2,1)x +1=0,它的根是 ,也即 或者 。我们取正号作为[1],取负号作为[16]。为了得到剩下的14个根,我们可以通过计算[1]的方幂,也可以通过计算7个二次方程来得到:解每个方程将会得到2个根,并且根式的符号可以通过和前面同样的方法来确定。那么[4]和[13]就是方程x 2 -(2,13)x +1的根,因而它们等于
但是,通过计算[1]-[16]和[4]-[13]的乘积,我们得到(2,5)-(2,3),它是真实的负数。由于[1]-[16]是 ,即虚数i和一个正实数的乘积,[4]-[13]也一定是i与一个正实数的乘积,因为i2 =-1。因此,我们就取根号前面是正号的那个数作为[4],取根号前面是负号的那个数作为[13]。类似地,对于根[8]和[9],我们得到
由于[1]-[16]和[8]-[9]的乘积是(2,9)-(2,10),它是负数,我们必须取正号作为[8],取负号作为[9]。那么,如果我们计算剩下的根,就得到以下数值,其中,±取正号时为第1个根,取负号时为第2个根
[1],[16]…0.932 472 229 4±0.361 241 666 2i
[2],[15]…0.739 008 917 2±0.673 695 643 6i
[3],[14]…0.445 738 355 8±0.895 163 291 4i
[4],[13]…0.092 268 359 5±0.995 734 176 3i
[5],[12]…-0.273 662 990 1±0.961 825 643 2i
[6],[11]…-0.602 634 636 4±0.798 018 227 3i
[7],[10]…-0.850 217 135 7±0.526 432 162 9i
[8],[9]…-0.982 973 099 7±0.183 749 517 8i
前面的内容足够用来求解方程x n -1=0,因此也足够用来求出对应于这样的弧长的三角函数,它与圆周长是可公度的。但是,这个课题如此的重要,我们必须补充一些关于它的结论。这些结论可以把这个课题阐释得更加清楚。我们还要补充一些与这个课题有关,或者以它为基础的例子。在这些例子中,我们特意选择那些不依赖于其他研究工具就能解决的问题。这里,我们只把它们作为这个广阔理论的例子 来讨论,之后我们将更加详细地讨论这些理论。