Οριζιακή ... εξίσωση

Ασκήσεις μαθηματικών προπτυχιακού επιπέδου στις οποίες πρέπει, επιπλέον, να υπάρχει καταληκτική ημερομηνία. Μέχρι αυτήν την ημερομηνία οι απαντήσεις δίνονται ΜΟΝΟ από φοιτητές. Μετά το πέρας αυτής, μπορούν να απαντήσουν όλα τα μέλη.

Συντονιστής: Demetres

Κανόνες Δ. Συζήτησης
Ασκήσεις μαθηματικών προπτυχιακού επιπέδου στις οποίες πρέπει, επιπλέον, να υπάρχει καταληκτική ημερομηνία. Μέχρι αυτήν την ημερομηνία οι απαντήσεις δίνονται ΜΟΝΟ από φοιτητές. Μετά το πέρας αυτής, μπορούν να απαντήσουν όλα τα μέλη.
Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5379
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Οριζιακή ... εξίσωση

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Τετ Νοέμ 06, 2024 5:50 pm

Να επιλυθεί η εξίσωση:

\displaystyle{\begin{vmatrix} 
\frac{x+7}{5 \left ( x+2 \right )} & \frac{x+11}{7 \left ( x+4 \right )} &  \frac{x+15}{9 \left ( x+6 \right )} &  \cdots & \frac{x+4n+3}{\left ( 2n+3 \right ) \left ( x+2n \right )} \\\\ 
\frac{1}{5} &  \frac{1}{7} & \frac{1}{9} & \cdots & \frac{1}{2n+3} \\\\ 
 \frac{1}{7}&  \frac{1}{9} & \frac{1}{11} & \cdots  & \frac{1}{2n+5}  \\\\ 
\vdots & \vdots  & \vdots  & \ddots & \vdots  \\\\ 
\frac{1}{2n+1} & \frac{1}{2n+3} & \frac{1}{2n+5} & \cdots & \frac{1}{4n-1}  \\ 
\end{vmatrix} = 0 }


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}

Λέξεις Κλειδιά:
Άβαταρ μέλους
abfx
Δημοσιεύσεις: 76
Εγγραφή: Κυρ Μάιος 08, 2022 12:23 pm
Επικοινωνία:

Re: Οριζιακή ... εξίσωση

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από abfx » Τετ Νοέμ 06, 2024 10:31 pm

Έχουμε:

\displaystyle{\begin{vmatrix} 
\frac{x+7}{5 \left ( x+2 \right )} & \frac{x+11}{7 \left ( x+4 \right )} &  \frac{x+15}{9 \left ( x+6 \right )} &  \cdots & \frac{(x+4n)+3}{\left ( 2n+3 \right ) \left ( x+2n \right )} \\\\ 
\frac{1}{5} &  \frac{1}{7} & \frac{1}{9} & \cdots & \frac{1}{2n+3} \\\\ 
 \frac{1}{7}&  \frac{1}{9} & \frac{1}{11} & \cdots  & \frac{1}{2n+5}  \\\\ 
\vdots & \vdots  & \vdots  & \ddots & \vdots  \\\\ 
\frac{1}{2n+1} & \frac{1}{2n+3} & \frac{1}{2n+5} & \cdots & \frac{1}{4n-1}  \\ 
\end{vmatrix} =  \begin{vmatrix} 
\frac{(x+2)+5}{5 \left ( x+2 \right )} & \frac{(x+4)+7}{7 \left ( x+4 \right )} &  \frac{(x+6)+9}{9 \left ( x+6 \right )} &  \cdots & \frac{(x+2n)+2n+3}{\left ( 2n+3 \right ) \left ( x+2n \right )} \\\\ 
\frac{1}{5} &  \frac{1}{7} & \frac{1}{9} & \cdots & \frac{1}{2n+3} \\\\ 
 \frac{1}{7}&  \frac{1}{9} & \frac{1}{11} & \cdots  & \frac{1}{2n+5}  \\\\ 
\vdots & \vdots  & \vdots  & \ddots & \vdots  \\\\ 
\frac{1}{2n+1} & \frac{1}{2n+3} & \frac{1}{2n+5} & \cdots & \frac{1}{4n-1}  \\ 
\end{vmatrix} }=

\displaystyle{\begin{vmatrix} 
\frac{1}{5}+\frac{1}{x+2} & \frac{1}{7}+\frac{1}{x+4} & \frac{1}{9}+\frac{1}{x+6} &  \cdots & \frac{1}{2n+3}+\frac{1}{x+2n} \\\\ 
\frac{1}{5} &  \frac{1}{7} & \frac{1}{9} & \cdots & \frac{1}{2n+3} \\\\ 
 \frac{1}{7}&  \frac{1}{9} & \frac{1}{11} & \cdots  & \frac{1}{2n+5}  \\\\ 
\vdots & \vdots  & \vdots  & \ddots & \vdots  \\\\ 
\frac{1}{2n+1} & \frac{1}{2n+3} & \frac{1}{2n+5} & \cdots & \frac{1}{4n-1}  \\ 
\end{vmatrix}=\displaystyle{\begin{vmatrix} 
\frac{1}{x+2} & \frac{1}{x+4} & \frac{1}{x+6} &  \cdots &\frac{1}{x+2n} \\\\ 
\frac{1}{5} &  \frac{1}{7} & \frac{1}{9} & \cdots & \frac{1}{2n+3} \\\\ 
 \frac{1}{7}&  \frac{1}{9} & \frac{1}{11} & \cdots  & \frac{1}{2n+5}  \\\\ 
\vdots & \vdots  & \vdots  & \ddots & \vdots  \\\\ 
\frac{1}{2n+1} & \frac{1}{2n+3} & \frac{1}{2n+5} & \cdots & \frac{1}{4n-1}  \\ 
\end{vmatrix}=

=\displaystyle \frac{A_1}{x+2}+\ldots +\frac{A_n}{x+2n}=\frac{A_1(x+4)\cdots (x+2n)+\ldots +A_n(x+2)\cdots (x+2n-2)}{(x+2)\cdots (x+2n)}=\frac{P(x)}{(x+2)\cdots (x+2n)}

Παρατηρούμε ότι οι x=3,5,\ldots , 2n-1 είναι ρίζες της δοσμένης εξίσωσης, επομένως και του P(x).

Επειδή deg P(x)\leq n-1, αν δείξουμε ότι P\neq 0, έχουμε ότι οι πάνω είναι οι μοναδικές ρίζες της εξίσωσης.

Πράγματι, δείχνουμε ότι P(1)\neq 0 ή ισοδύναμα ότι ο πίνακας

\displaystyle{\begin{bmatrix} 
\frac{1}{3} & \frac{1}{5} & \frac{1}{7} &  \cdots &\frac{1}{2n+1} \\\\ 
\frac{1}{5} &  \frac{1}{7} & \frac{1}{9} & \cdots & \frac{1}{2n+3} \\\\ 
 \frac{1}{7}&  \frac{1}{9} & \frac{1}{11} & \cdots  & \frac{1}{2n+5}  \\\\ 
\vdots & \vdots  & \vdots  & \ddots & \vdots  \\\\ 
\frac{1}{2n+1} & \frac{1}{2n+3} & \frac{1}{2n+5} & \cdots & \frac{1}{4n-1}  \\ 
\end{bmatrix}

είναι αντιστρέψιμος.

Αν (x_1,\ldots , x_n) λύση του αντίστοιχου ομογενούς γραμμικού συστήματος, τότε απαλείφοντας παρονομαστές σε κάθε εξίσωση,

προκύπτει ότι το πολυώνυμο \displaystyle Q(x)=\sum_{i=0}^{n-1}\frac{x_i}{x-2i}\prod_{j=0}^{n-1} (x-2j)

μηδενίζει για x=3,5,\ldots, 2n+1. Όμως deg Q(x) < n, άρα Q=0.

Βάζοντας διαδοχικά x=0,-2,\ldots ,-(2n-2), παίρνουμε (x_1,\ldots , x_n)=(0,\ldots , 0), όπως θέλαμε.


Απάντηση

Επιστροφή σε “Ασκήσεις ΜΟΝΟ για φοιτητές”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης