分からない問題はここに書いてね247

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959132人目の素数さん
>>784-797 (789,792,794を除く)

 |a1,a2,a3,… ,an|
 |a2,a3,… ,an,a1|
 |a3,a4,… ,a1,a2| = D_n  を 「巡回行列式」 とか言うらしい。
 | … … … … |
 |an,a1,…,a(n-1)|

いま ω =exp{(2π/n)i} とおく。
第j列(1<j≦n)に ω^{(j-1)p} をかけたものを第1列に加えると、(k,1)成分は
C_k・{a1 + a2・ω^p +a3・ω^(2p) + …… + an・ω^((n-1)p) }, ここに C_k = ω^{(k-1)p}.
∴ {…} は D_n の因数。
p=0,2,…,n-1 についてこれが成立つから
D_n = C・Π[p=0,n-1] {a1 + a2・ω^p +a3・ω^(2p) + …… + an・ω^((n-1)p) }. *)
a1^n の係数を比べて C=1.

さて本題に戻ると a_k=k (k=1,2,…,n) より
p=0: a1 + a2 + … + an = n(n+1)/2.
p=n/2 : a1 - a2 + … -an = -n/2  (← nが偶数のときのみ) .
pの項とn-pの項は互いに複素共軛だから、積は実数である。
眠たいので, 後ry)
あとは自分でドゾー

[参考書]
 古屋 茂:  「行列と行列式」  (培風館 新数学シリーズ5) 増補版 (1959) p.41-42
 藤原松三郎: 「行列及び行列式」 (岩波全書40) 改訂版 (1961) p.15〜16
 佐武一郎:  「行列と行列式」  (裳華房 数学選書1) (1958〜1963) p.79