時間序列︰生成函數‧漸近展開︰白努利多項式之根《二》

如果人們已經知道『五次以上』之方程式沒有『多次方根』形式的一般解︰

PicassoGuernica

畢卡索名作《格爾尼卡》

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群論啟始者

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伽羅瓦理論創造者

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\sqrt[4]{-1} 之根

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\sqrt[3]{-1}之根

220px-The_graph_y_=_√x

\pm \sqrt{x}

220px-The_graph_y_=_3√x

\sqrt[3]{x}

概念的由來並非是無根之木突然結果,自有歷史的淵源,比較像鐵樹開花,基礎之因和境遇之緣的偶遇,彷彿一道閃光劃破天際 ,於是人們就知道了雷聲不遠的了。

在『群論』 group theory 的歷史上,兩位重要的興起者,或許因為不同的環境因素,都發生不幸的早夭事件。其一是挪威數學家尼爾斯‧亨利克‧阿貝爾 Niels Henrik Abel 生於一八零二年,一八二五年得到政府之資助,始得遊學柏林和巴黎。由於生前不得志,現實裡一直無法獲得教席而能專心的研究,最終在一八二九年,因肺結核在 挪威的弗魯蘭病世。就在死後兩天,家中收到了來自柏林的聘書。阿貝爾他以證明五次方程式『不可能』用『多次方根形式\sqrt[n]{x} 的一般解與對於『橢圓函數論』的研究而聞名於世。

法國著名的數學家埃瓦里斯特‧伽羅瓦 Évariste Galois 生於一八一一年,當他還是十多歲的青年之時,他就已經發現了 N 次多項式可以用『根式解』的『充份必要條件』,這解決了長期困擾數學界的問題。伽羅瓦是第一個使用『』 group 這一個術語的人。據聞他是一位激進的共和主義者,在路易‧菲利普復辟的時期被捕入獄。一八三二年時,伽羅瓦於出獄後,在一次幾乎自殺式的決鬥中喪了命,此事件的起因引起了多方各種的揣測??在今天他與阿貝爾並稱為『現代群論』的創始人 。

過去大數學家『歐拉』曾經著書立論,強調新的數學常常是起源於『觀察』與『實驗』。那麼伽羅瓦和阿貝爾他們又在觀察『什麼』的呢?假使思考 N 階『多項式』和 N 次『方程式』的『融會處

P(x) = \sum \limits_{i=0}^{i=n} c_i \cdot x^i = 0 \ =?= \prod \limits_{k=1}^{k=n} x - x_k

,此處 c_i 是『有理數』,x_k 是對應的『』。

那麼當時果真已經證明了 N 次『方程式』就有 N 個解的嗎?其實並非如此,然而『三次』與『四次』方程式求解的一般的『方法』大概已經知道了。這又和『五次』方程式能不能求解有什麼關係的呢?就樣我們就從 \sqrt{2} 是『有理數』嗎開始,也許可以窺見一斑。為什麼說 \sqrt{2}不可能』是『有理數』的呢?因為它不可能『表達』成『有理數』的『形式\frac{p}{q},一般約定的說此處 pq 是整數而且互質。如果依據『歐幾里得』的證法,假使講一個有理數 Q 的『因式分解』,沒有任何一個『質因子次方』大於二 ── 其內沒有平方數 ──,那麼這個 \sqrt{Q} 也就必然不會是『有理數』的了。這又是為什麼呢?因為假設 \sqrt{Q} = \frac{p}{q},就可以得到 p^2 = q^2 \cdot Q,然而因為 p, q互質』,所以 p = k \cdot Q,而且 k, q 也『互質』,這樣又可以得到 q^2 = k^2 \cdot Q,因此 q = m Q  就一定是當然的了,於是 pq 就有了共同『因子Q,這卻產生了『假設矛盾』,因是之故,『歸謬』的得出了 \sqrt{Q} 不是『有理數』。那麼當我們談及 P(x) = x^2 -2 = 0 = (x + \sqrt{2})(x - \sqrt{2}) 時,這裡所說的『多項式』與『方程式』是一樣的嗎?它們的內在聯繫又是什麼的呢?

── 摘自《【Sonic π】電路學之補充《四》無窮小算術‧中下下‧上

 

為何繼續探究『白努利多項式序列』 B_n (x) 之『根』呢?

乃今這個序列又稱之為『阿佩爾序列

Appell sequence

In mathematics, an Appell sequence, named after Paul Émile Appell, is any polynomial sequence {pn(x)}n = 0, 1, 2, … satisfying the identity

  {d \over dx}p_{n}(x)=np_{{n-1}}(x),

and in which p0(x) is a non-zero constant.

Among the most notable Appell sequences besides the trivial example { xn } are the Hermite polynomials, the Bernoulli polynomials, and the Euler polynomials. Every Appell sequence is a Sheffer sequence, but most Sheffer sequences are not Appell sequences.

Equivalent characterizations of Appell sequences

The following conditions on polynomial sequences can easily be seen to be equivalent:

  • For n = 1, 2, 3, …,
  {d \over dx}p_{n}(x)=np_{{n-1}}(x)
and p0(x) is a non-zero constant;
  • For some sequence {cn}n = 0, 1, 2, … of scalars with c0 ≠ 0,
p_{n}(x)=\sum _{{k=0}}^{n}{n \choose k}c_{k}x^{{n-k}};
  • For the same sequence of scalars,
  p_{n}(x)=\left(\sum _{{k=0}}^{\infty }{c_{k} \over k!}D^{k}\right)x^{n},
where
  D={d \over dx};
  • For n = 0, 1, 2, …,
p_{n}(x+y)=\sum _{{k=0}}^{n}{n \choose k}p_{k}(x)y^{{n-k}}.

 

應是開拓者有所得乎?『真理』面前人人『平等』,『思路』之內各各『不同』。某人之『解題方法』果真是其人之『神經網絡』的『獨特通道』耶??抑或是來自於外乎其身的大千世界之『經驗』 也!難到不可是『生而知之』嗎!!故而令人『好奇』了☆

此所以說起『讀書學習』乙事!喜歡依著次序、按部就班,好乎?不好耶 ??作者反省反思之後,以為『各適其性』矣☆

於是特說在前,提筆落處未必『重點』,輕描淡寫也許『關鍵』,只是隨著自己的『思路』感覺,希望讀者容易『理解』,信筆寫去而已。

因此直言曰︰那個『奇次』的白努利多項式,看來於 0\frac{1}{2}1 都是『其根』??!!

 

,首要就是『知道』如何計算 B_n (0), \ B_n (\frac{1}{2}) , \ B_n (1) 的呀!! ??