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高校数学の計算(指数)

f{(1+exp(-πi(K+L))+exp(-πi(H+L))+exp(-πi(H+K))}=0 f:定数 π:円周率 H,K,L:いづれも整数 i:虚数 expX=e^X 上の式を満たすH,K,Lの条件はH,K,Lが偶数奇数混合の場合ということらしいのですが、なぜそうなるのか分かりません。 分かる方お願いします><

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  • pyon1956
  • ベストアンサー率35% (484/1350)
回答No.1

まず・・・・虚数乗が出てくる点で、この問題はそれ自体は高校数学の問題ではありません。(最初の部分さえクリアできればあとは確かに高校数学ですが) さて、オイラーの定理から、exp(-iπ(K+L))=cos(K+L)π-isin(K+L)π ところが、Nが整数の時、sinNπ=0、cosNπ=1(Nが偶数)またはcosNπ=-1(Nが奇数)このことから、 K+L,H+L,H+Kのうち、2つが奇数で1つが偶数の時この式が成り立つ事がわかります。(fは無関係) 従って、K,L,Hすべてが奇数、という場合はあり得ません(奇数+奇数=偶数だから)で、どれでも同じだからKは偶数と仮定します。 で、このときLも偶数だとするとK+Lが偶数になるのでL+H,K+Hはいずれも奇数でなければならず、Hは、奇数です。このときは偶数2個、奇数1個。 一方Lが奇数の時、K+Lが奇数ですから、L+H,K+Hのいずれかが奇数でいずれかが偶数。これはKが偶数、Lが奇数の時Hが偶数でも奇数でも満たされる条件です。問題の式はK,L,Hの対称式ですから、以上よりこの3数は奇数2個、偶数1個または奇数2個偶数2個の場合が与式を満たし、かつこれしかないことがいえます。これをまとめていえば、「H,K,Lが偶数奇数混合の場合」になりますね。

EXILEmoe
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 オイラーの公式を大学で習ったのをすっかり忘れてました;

その他の回答 (1)

  • take008
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回答No.2

No1 さんの回答の改良です。 > K+L,H+L,H+Kのうち、2つが奇数で1つが偶数の時この式が成り立つ 和が奇数のペアがあることから,すぐに奇偶混合と言っていいでしょう。

EXILEmoe
質問者

お礼

簡潔に分かりやすい回答をありがとうございます。

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