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Wednesday, April 21, 2010

心情好差

MATH102 大炒,唔好問我咩分喇...。
只可以說一句,「A 的炒不了,炒的 A 不了。」唉!

從前提及過 $  \prod_{k=1}^{n-1}\sin \frac{k\pi}{n}=\frac{n}{2^{n-1}}$ 這樣的一條等式。
最近看到一個例子,取某些特定的整數 $  k$,再建立一個新的乘積,便能夠建立一條美麗而簡單的等式。設 $  n$ 為大於 1 的奇數,$  \varphi(n)$ 為 Euler-$  \varphi$ 函數,即 $  \varphi(n) =$ 小於 $  n$ 及與其互質的正整數的個數。設 $  a_1,a_2,\dots,a_{\varphi(n)}$ 為與 $  n$ 互質的正整數,那麼它們成為了模 $  n$ 的一個簡系 (reduced residue system),又因為 $  (2,n)=1$,從而 $  2a_1,2a_2,\dots,2a_{\varphi(n)}$ 也是一個模 $  n$ 的簡系,因此我們有\[
\left|\prod_{k=1}^{\varphi(n)}\cos \frac{a_k\pi}{n}\right|=\frac{1}{2^{\varphi(n)}}.
\]
取 $  n$ 為質數 $  p$,則有 \[
\left|\prod_{k=1}^{p-1}\cos \frac{k\pi}{p}\right|=\frac{1}{2^{p-1}},
\] 初等的東西果然很容易讓人``萌" 起來!繼代數不等式後,偶被初等數論萌倒了。
再在本文最開頭所說的等式中取 $  n = p$(質數),兩式相乘,得到 \[
\left|\prod_{k=1}^{p-1}\sin \frac{2k\pi}{p}\right|=\frac{p}{2^{p-1}}=\prod_{k=1}^{p-1}\sin \frac{k\pi}{p},\] 看到這等式後,很自然會問:「這是``偶然"嗎?」

最近有同學問我,設 $  a,b$ 為正整數,證明:若 $  4ab-1|(4a^2-1)^2$,則 $  a=b$。
唔知點解果時``發左癲",觀測唔到某 d 明顯到冇得再明顯 ge 野,搞到唔識做。
訓訓下覺呢個問題又彈返出黎,搞到訓唔着,順手寫寫下,``下?!"。

2 comments:

  1. what 某 d 明顯到冇得再明顯 ge 野???

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  2. 觀測到 $latex 4ab-1|(4a^2-1)^2\implies 4ab-1|(a-b)^2$,也就是說,
    我們需要 $latex \displaystyle \frac{(a-b)^2}{4ab-1}$ 為整數。
    最後需要用到 soarer 提及過的 vieta's jumping,有點像 infinite descent 那個。
    矛盾應該是 $latex a-b\ge (a+b)(4ab-1)$,這是一個謊謬的不等式。

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