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書記が数学やるだけ#437 掛谷の定理,Gauss–Lucasの定理

掛谷の定理Gauss–Lucasの定理からは,方程式の解の範囲を知ることができる。


問題

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説明

掛谷の定理では,係数の大小から解の絶対値の範囲がわかる。

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これを複素数に拡大したものがGauss–Lucasの定理である。

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解答

まず次数が低い場合で確認する。

数学やるだけ解答#437_page-0001


一般の場合は背理法で示す。

数学やるだけ解答#437_page-0002


複素平面の領域についての問題,虚部とsinθが結びつくことからわかる。

数学やるだけ解答#437_page-0003


(1)を誘導に式変形を施す。

数学やるだけ解答#437_page-0004


整理すると,三角形の内部が求める領域であることがわかる。これはGauss–Lucasの定理のn=3の場合である。

数学やるだけ解答#437_page-0005


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