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(2)のZ^3の係数比較のやり方がわかりません。教えてほしいです。

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sHlcNRe46

(z−α)(z−α2)(z−α‾)(z−α2‾)(z-\alpha)(z-\alpha^2)(z-\overline{\alpha})(z-\overline{\alpha^2})

を展開することを考えます。また、この 44 つのかっこを左から順に①,②,③,④①,②,③,④と名付けます。


かっこの中には項がそれぞれ 22 つずつあり、それぞれのかっこの中からどちらかの項を取り出して、それら 44 つの数の積をとることができます。

展開するとは、このすべての組合せにおける積を足し合わせることです。


具体的な例を考えてみましょう。

①① から zz を、②② から −α-\alpha を、③③ から α‾\overline{\alpha} を、④④ から zz を取り出すとすると、その積は −αα‾z2-\alpha\overline{\alpha}z^2 となります。


①① からは zz と −α-\alpha の 22 通りを取り出すことができます。②,③,④②,③,④ も同様にそれぞれ 22 通りの取り出し方があるので、全部で 24=162^4=16 個の数が出てくることになります。


ここで、z3z^3 の係数を考えますが、これは ①,②,③,④①,②,③,④ のうち 33 つのかっこから zz を取り出す場合を考えればよいので、逆に zz を取り出さないかっこを考えることで、

−αz3−α2z3−α‾z3−α2‾z3=−(α+α2+α‾+α2‾)z3-\alpha z^3-\alpha^2 z^3-\overline{\alpha}z^3-\overline{\alpha^2}z^3=-(\alpha+\alpha^2+\overline{\alpha}+\overline{\alpha^2})z^3

となります。よって、z3z^3 の係数 −(α+α2+α‾+α2‾)-(\alpha+\alpha^2+\overline{\alpha}+\overline{\alpha^2}) が得られます。


解と係数の関係を導出するときもこれと同じ考え方でできるので、理解しておくとよいと思います。

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