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單位根
來源:互聯網

單位根(unit root)設n 是正整數,當一個數的n 次乘方等于1 時,稱此數為n 次“單位根”。在復數范圍內,n 次單位根有n 個。例如,1、-1、i、-i 都是4次單位根。確切的說,單位根指模為1的根,一般的x^n=1的n個根可以表示為: x=cos(2kπ/n)+sin(2kπ/n)i ,其中:k=0,1,2,..,n-1 ,i是虛數的單位。

基本內容

單位根單位根(unit root)設n 是正整數,當一個數的n 次乘方等于1 時,稱此數為n 次“單位根”。在復數范圍內,n 次單位根有n 個。例如,1、-1、i、-i 都是4次單位根。確切的說,單位根指模為1的根,一般的的n個根可以表示為:,其中: ,i是虛數的單位。它的生成元是單位的n次本源根。單位的n次本源根是,其中k和n互質。單位的n次本源根數目為歐拉函數

本原根

單位的n次根以乘法構成n階循環群。它的生成元是單位的n次本原根。單位的n次本原根是,其中k和n互質。單位的n次本原根數目為歐拉函數

單位的一次根有一個:1。

單位的二次根有兩個:+1和-1,只有-1是本原根。

單位的三次根是

其中i復數單位;除1外都是本原根。

單位的四次根是

其中 + i和 - i是本原根。

方程的復數根 z為n次單位根。

一些性質

性質一

n次單位根的模為1,即

性質二

兩個n次單位根εj與εk 的乘積還是一個n次單位根,且推論

推論2:

推論3:

若k除以n的余數為r,則

注:它說明εk等價于r=0

推論4:

任何一個單位根都可以寫成的冪,即

說明:除了,還有沒有另一個單位根使任何一個單位根都是εk的冪,回答是肯定的,并稱這樣的根為n次本原根,n次原根。從而所有n次單位根還可以寫作

推論5:

一個n次單位根的共軛也是一個n次單位根,即(‘表示共軛)

因為,(由推論3)

注:由上證明看到,說明所有虛的n次單位根都成對共軛

推論6:

對任意整數k,h,有

性質三

當時,,否則

證明:由性質二推論4有

推論1:(i從0到n-1)

推論2:設,則(i從0到n-1)

證明:由,故n不整除k,由性質二推論4和性質三,

(i從0到n-1) (i從0到n-1)

性質四

全部單位根將復平面上單位圓n等分

性質的應用

見圖冊(黑圖)

其中用到了一個關于n次單位根的性質(白圖性質3)

參考資料 >

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