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¿Cómo se $\cos(2\pi/257)$ aspecto real de los radicales?

Sabemos $\cos(2\pi/p)$ para p un Fermat prime puede ser expresado en real radicales. El caso de $p=17$ es una raíz de un 8vo grados eqn, pero también puede ser dado como una secuencia anidada de los radicales,

$$\begin{aligned} 4\cos(2\pi/17)&=\frac{1}{x}+\sqrt{x}\,(17+4\sqrt{17})^{1/4}=3.72988\dots\\ x &=\frac{1}{2}\Big(y+\sqrt{y^2+4}\Big)\\ y &=\frac{1}{2}(1-\sqrt{17}) \end{aligned}$$

Pregunta: Por curiosidad, ¿hay alguna manera de forma explícita anote $\cos(2\pi/257)$ como una torre de anidado real radicales que pueden encajar en un MSE post?

P. S. John Conway se describe un procedimiento para $p = 65537$ en este viejo Mathforum post, así que tal vez puede ser adaptado para el "más fácil" $p = 257$.

Editar (un día después): me las arreglé para responder a mi propia pregunta. Ver a continuación.

8voto

Tito Piezas III Puntos 13051

Por fin! La persistencia da sus frutos. Esto se basa en Ken Brakke de la solución. Sin embargo, me las arreglé para simplificar un poco como el uso de sólo 6 números de grados-32 ($v_i$ a continuación), mientras que Brakke usa 7 ($a_{39}, a_{40}, a_{46}, a_{47}, a_{48}, a_{54}, a_{55}$ en su sitio), y también la simplificación de la $u_i$$x_i$. Por lo tanto,

$$\begin{aligned} w_1&= 4\cos\Big(\frac{4\,\pi}{257}\Big) = u_1+\sqrt{u_1^2-4u_2} = 3.995219\dots\\ w_2&=4\cos\Big(\frac{64\,\pi}{257}\Big) = u_1-\sqrt{u_1^2-4u_2} = 2.837057\dots\\ \text{where,}\\ 2u_1&=v_1+\sqrt{v_1^2-4(v_2+v_3)}\\ 2u_2&=v_4+\sqrt{v_4^2-4(v_5+v_6)}\\ \text{and,}\\ 2v_1&=x_1-\sqrt{x_1^2-4 (x_1 + x_2 + x_3 + x_6)}\\ 2v_2&=x_2-\sqrt{x_2^2-4 (x_2 + x_3 + x_4 + x_7)}\\ 2v_3&=x_8-\sqrt{x_8^2-4 (x_8 + x_9 + x_{10} + x_{13})}\\ 2v_4&=x_9-\sqrt{x_9^2-4 (x_9 + x_{10} + x_{11} + x_{14})}\\ 2v_5&=x_{10}-\sqrt{x_{10}^2-4 (x_{10} + x_{11} + x_{12}+x_{15})}\\ 2v_6&=x_{16}-\sqrt{x_{16}^2-4 (x_{16} + x_1 + x_2 + x_5)}\\ \text{and,}\\ 2x_1,\,2x_{9}&=y_1\pm\sqrt{y_1^2-4(t_1 + y_1 + y_3 + 2 y_6)}\\ 2x_2,\,2x_{10}&=y_2\pm\sqrt{y_2^2-4(t_2 + y_2 + y_4 + 2 y_7)}\\ 2x_3,\,2x_{11}&=y_3\pm\sqrt{y_3^2-4(t_1 + y_3 + y_5 + 2 y_8)}\\ 2x_4,\,2x_{12}&=y_4\pm\sqrt{y_4^2-4(t_2 + y_4 + y_6 + 2 y_1)}\\ 2x_5,\,2x_{13}&=y_5\pm\sqrt{y_5^2-4(t_1 + y_5 + y_7 + 2 y_2)}\\ 2x_6,\,2x_{14}&=y_6\pm\sqrt{y_6^2-4(t_2 + y_6 + y_8 + 2 y_3)}\\ 2x_7,\,2x_{15}&=y_7\color{blue}{\mp}\sqrt{y_7^2-4(t_1 + y_7 + y_1 + 2 y_4)}\\ 2x_8,\,2x_{16}&=y_8\pm\sqrt{y_8^2-4(t_2 + y_8 + y_2 + 2 y_5)}\\ \text{and,}\\ 2y_1,\,2y_5&=z_1\pm\sqrt{z_1^2+4(5 +t_1 +2 z_1)}\\ 2y_2,\,2y_6&=z_2\color{blue}{\mp}\sqrt{z_2^2+4(5 +t_2 +2 z_2)}\\ 2y_3,\,2y_7&=z_3\pm\sqrt{z_3^2+4(5 +t_1 +2 z_3)}\\ 2y_4,\,2y_8&=z_4\color{blue}{\mp}\sqrt{z_4^2+4(5 +t_2 +2 z_4)}\\ \text{and,}\\ 2z_1,\,2z_3&=t_1\pm\sqrt{t_1^2+64}\\ 2z_2,\,2z_4&=t_2\pm\sqrt{t_2^2+64}\\ \text{and,}\\ t_1,\,t_2&=\frac{-1\pm\sqrt{257}}{2}\\ \end{aligned}$$

¡Uf! El $w_i, u_i, v_i, x_i, y_i, z_i, t_i$ del curso son números algebraicos de deg $2^7, 2^6, 2^5, 2^4, 2^3, 2^2, 2$, respectivamente. Uno puede ver algunos patrones, como por ejemplo cómo el 16 $x_i$ son tan ordenada expresada por el 8 $y_i$. Esta solución utiliza 24 de ecuaciones cuadráticas $1+2+6+8+4+2+1 = 24$, mientras que el uno por W. Obispo involucra $25$. No sé si puede ser reducido aún más.

3voto

user8269 Puntos 46

Los correspondientes polinomios cuadráticos son explícitamente por Wayne Obispo, Cómo construir un polígono regular, Americana de Matemáticas Mensual, Marzo de 1978, pp 186-188, disponible en http://poncelet.math.nthu.edu.tw/disk5/js/geometry/bishop.pdf

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