Polinomio mutato

Polinomi, disuguaglianze, numeri complessi, ...
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EvaristeG
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Polinomio mutato

Messaggio da EvaristeG »

Consideriamo il polinomio
$ 1-x+x^2-\ldots-x^{17} $
Possiamo riscriverlo come polinomio in y=x+1.
Quanto vale allora il coefficiente di $ y^2 $?

E se al posto di 17 ci fosse stato n ?
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Sisifo
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Messaggio da Sisifo »

Basta dividere il polinomio dato per $ (x+1)^2 $ e prendere il resto...
EvaristeG
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Messaggio da EvaristeG »

Direi di no :
$ z^3+3z^2-2z+1 : z^2 = z + 3 + \frac{-2z+1}{z^2} $
Il resto è $ -2z+1 $ che mi sembra ben diverso da 3 ...
E comunque, vorrei dare un consiglio a carattere generale :
se volete postare una soluzione a un problema, scrivetela per intero, con precisione e fino in fondo, senza saltare parti necessarie solo perchè vi risultano noiose; se per voi la soluzione è troppo facile e quindi vorreste glissare dicendo semplicemente "si fa così (e i conti li faccia un altro)" allora evitate di postare.
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Boll
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Messaggio da Boll »


816
1/6*(n-1)n(n+1)
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karl
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Messaggio da karl »

Ragionando in generale (anche se in modo del tutto elementare) si ha quanto segue.
Sia : $ P(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+\dots+a_{n-1}x^{n-1}+a_nx^n $
Ponendo x=y+a e scrivendo per comodita' lo sviluppo in verticale si ha:
(indico con $ C_{n,k} $ l'ordinario coeff.bin.)
P(y+a)=$ a_0 $+
----------$ C_{1,0}a_1y+C_{1,1}a_1a $+
----------$ C_{2,0}a_2y^2+C_{2,1}a_2ay+C_{2,2}a_2a^2 $+
----------$ C_{3,0}a_3y^3+C_{3,1}a_3ay^2+C_{3,2}a_3a^2y+C_{3,3}a_3a^3+\dots \dots\dots $+
----------$ C_{n,0}a_ny^n+C_{n,1}a_nay^{n-1} $+$ \dots+C_{n,n-2}a_na^{n-2}y^2+C_{n,n-1}a_na^{n-1}y+C_{n,n}a_na^n $
Pertanto il richiesto coeff. S di $ y^2 $ e':
$ S=C_{2,0}a_2+C_{3,1}a_3a+C_{4,2}a_4a^2+\dots\dots+C_{n,n-2}a_na^{n-2} $
Nel caso nostro e' a=-1,$ a_i=(-1)^i $ e quindi, osservando che comunque si scelga i il prodotto $ a_ia^{i-2} $ e' uguale ad 1,segue:
$ S=C_{2,0}+C_{3,1}+C_{4,2}+C_{5,3}+\dots\dots+C_{n,n-2} $
Con qualche trasformazione risulta:
$ S=\frac{1+1}{2}*1+\frac{1+2}{2}*2+\frac{1+3}{2}*3+\frac{1+4}{2}*4+\dots\dots+\frac{1+n-1}{2}*(n-1) $
Od anche:
$ S=\frac{1}{2}*{[(1+2+3+\dots+n-1)+(1^2+2^2+3^2+\dots+(n-1)^2)]} $
e per note formule:
$ S=\frac{1}{2}*{[\frac{n(n-1)}{2}+\frac{(n-1)(n)(2n-1)}{6}]}=\frac{n(n-1)(n+1)}{6} $
P.S.
Per giustificare il terz'ultimo passaggio e' sufficiente osservare che :
$ C_{n,n-2}=C_{n,2}=\frac{n(n-1)}{2}=\frac{1+n-1}{2}*(n-1) $
Lafforgue
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Re: Polinomio mutato

Messaggio da Lafforgue »

Riscriviamo il polinomio come $ 1-(y-1)+(y-1)^2-\ldots-(y-1)^{17} $
come è noto $ (y-1)^n=\sum_{i=0}^{n}{ n \choose i }(-1)^{i}y^{n-i} $, il coefficiente del termine di secondo grado di conseguenza è $ { n \choose n-2 } $ (con segno positivo se n è pari e con segno negativo se n è dispari, a questo proposito si noti che nel polinomio tutti i termini di secondo grado saranno positivi), dunque nel polinomio il coefficiente sarà dato da $ \sum_{i=2}^{n}{ i \choose i-2 }=\sum_{i=2}^{n}{\frac{i(i-1)}{2}}=\frac{n(n-1)(n+1)}{6} $
Per n=17 si ottiene 816


[EDIT] Ecco, se non ci mettessi 1 ora a scrivere 3 formule col $ \LaTeX $ probabilmente mi sarei accorto della soluzione di Karl ...
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karl
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Messaggio da karl »

Complimenti a Lafforgue ...ed un po' anche a me per aver
trovato la formula generale.
Stavo appunto pensando che se Lafforgue avesse postato
prima di me mi sarei risparmiato un bel po' di fatica
(scrivere in LaTeX non e' sempre uno spasso!).
EvaristeG
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Messaggio da EvaristeG »

Discrete idee, ma c'è una strada un poco più agevole che dipende dal fatto che il polinomio è proprio quello ...
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moebius
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Messaggio da moebius »

Sinceramente pure io avrei fatto come Lafforgue, ci dai un hint per la via + facile?
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HumanTorch
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Messaggio da HumanTorch »

Una caratteristica a cui ho pensato ieri sera, ma di cui non sono sicuro: il polinomio è $ \displaystyle\frac{x^{18}-1}{-1-x} $, praticamente possiamo sfruttare il polinomio simile $ 1-z+z^2-z^3..-z^{17} $, dove $ z=-x=-y+1 $, e i coefficenti nel triangolo di Tartaglia sono simmetrici..c'entra qualcosa?

PS. Il problema mi ricorda non so perchè il teorema del resto e i cambi di base..boh

edit: forse così va meglio
Ultima modifica di HumanTorch il 20 lug 2005, 22:11, modificato 3 volte in totale.
EvaristeG
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Messaggio da EvaristeG »

Ehm, Humantorch...sicuro che il polinomio che ho scritto io sia quella cosa ?? (ora che mi viene in mente, a è il mio x ?)
Il resto, sinceramente, non l'ho capito.

@moebius : prova a riscrivere il polinomio in una forma più carina nella var x e sostituire allora y.
Igor
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Messaggio da Igor »

$ 1-x+x^2-x^3+\ldots -x^{17}=(1-x)(1+x^2+x^4+\ldots+x^{16}) $

Poniamo $ t=x^2 $

$ (1-x)(1+x^2+x^4+\ldots+x^{16})=(1-x)(1+t+t^2+\ldots +t^8) $

$ \displaystyle =(1-x)\frac{t^9-1}{t-1}\displaystyle $

$ \displaystyle =(1-x)\frac{x^{18}-1}{x^2-1}=-\frac{x^{18}-1}{x+1}\displaystyle $

Sostituendo $ x=y-1 $ troviamo

$ \displaystyle\frac{(y-1)^{18}-1}{y}\displaystyle $

Da qui si vede chiaramente qual'è il coefficiente della $ y^2 $, che è uguale
al coefficiente di terzo grado di $ (y-1)^2 $, cioè $ 18\choose {15} $=$ 816 $
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karl
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Messaggio da karl »

Mi scuso con Igor se posto anche la mia sol. che e' comunque una generalizzazione.
Immagine
Per n pari si giunge alla stesso risultato con lievi modifiche sui segni.
EvaristeG
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Messaggio da EvaristeG »

Esatto!!
Cmq, igor, le due identità riportate da karl si possono dar per note in quanto lievi varianti della somma di una serie geometrica e non è necessario ridimostrarle, anche se la tua strada è interessante, se pure lunghetta.
Mamma, quanta pena per un problemino.
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