מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
ערך מחפש מקורות
רובו של ערך זה אינו כולל מקורות או הערות שוליים, וככל הנראה, הקיימים אינם מספקים. אנא עזרו לשפר את אמינות הערך באמצעות הבאת מקורות לדברים ושילובם בגוף הערך בצורת קישורים חיצוניים והערות שוליים . אם אתם סבורים כי ניתן להסיר את התבנית, ניתן לציין זאת בדף השיחה .
ערך מחפש מקורות
רובו של ערך זה אינו כולל מקורות או הערות שוליים, וככל הנראה, הקיימים אינם מספקים. אנא עזרו לשפר את אמינות הערך באמצעות הבאת מקורות לדברים ושילובם בגוף הערך בצורת קישורים חיצוניים והערות שוליים . אם אתם סבורים כי ניתן להסיר את התבנית, ניתן לציין זאת בדף השיחה .
באלגברה , נוסחאות ויאטה (על שם המתמטיקאי הצרפתי פרנסואה וייט ) הן נוסחאות המקשרות בין מקדמי פולינומים לבין שורשיהם בשדות סגורים אלגברית כמו שדה המספרים המרוכבים [ 1] .
עבור פולינום מהצורה
p
(
x
)
=
a
n
x
n
+
a
n
−
1
x
n
−
1
+
⋯
+
a
1
x
+
a
0
{\displaystyle p(x)=a_{n}x^{n}+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots +a_{1}x+a_{0}}
, עם שורשים
x
1
,
…
,
x
n
{\displaystyle x_{1},\ldots ,x_{n}}
(כולל ריבוי), מתקיים:
{
x
1
+
x
2
+
⋯
+
x
n
−
1
+
x
n
=
−
a
n
−
1
a
n
(
x
1
x
2
+
x
1
x
3
+
⋯
+
x
1
x
n
)
+
(
x
2
x
3
+
x
2
x
4
+
⋯
+
x
2
x
n
)
+
⋯
+
x
n
−
1
x
n
=
a
n
−
2
a
n
(
x
1
x
2
x
3
+
⋯
+
x
1
x
2
x
n
)
+
(
x
1
x
3
x
4
+
⋯
+
x
1
x
3
x
n
)
+
⋯
+
(
x
2
x
3
x
4
+
⋯
+
x
2
x
n
−
1
x
n
)
+
⋯
+
x
n
−
2
x
n
−
1
x
n
=
−
a
n
−
3
a
n
⋮
x
1
⋯
x
n
=
(
−
1
)
n
a
0
a
n
{\displaystyle {\begin{cases}x_{1}+x_{2}+\cdots +x_{n-1}+x_{n}=-{\dfrac {a_{n-1}}{a_{n}}}\\(x_{1}x_{2}+x_{1}x_{3}+\cdots +x_{1}x_{n})+(x_{2}x_{3}+x_{2}x_{4}+\cdots +x_{2}x_{n})+\cdots +x_{n-1}x_{n}={\dfrac {a_{n-2}}{a_{n}}}\\(x_{1}x_{2}x_{3}+\cdots +x_{1}x_{2}x_{n})+(x_{1}x_{3}x_{4}+\cdots +x_{1}x_{3}x_{n})+\cdots +(x_{2}x_{3}x_{4}+\cdots +x_{2}x_{n-1}x_{n})+\cdots +x_{n-2}x_{n-1}x_{n}=-{\dfrac {a_{n-3}}{a_{n}}}\\\vdots \\x_{1}\cdots x_{n}=(-1)^{n}{\dfrac {a_{0}}{a_{n}}}\end{cases}}}
הנוסחה לכל אחד ואחד היא:
∑
1
≤
i
1
<
⋯
<
i
k
≤
n
n
x
i
1
⋯
x
i
k
=
(
−
1
)
k
a
n
−
k
a
n
{\displaystyle \sum \limits _{1\,\leq \,i_{1}\,<\,\cdots \,<\,i_{k}\,\leq \,n}^{n}\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!x_{i_{1}}\cdots x_{i_{k}}=(-1)^{k}{\frac {a_{n-k}}{a_{n}}}}
לדוגמה, מתקיים:
∑
j
=
1
n
x
j
=
−
a
n
−
1
a
n
,
∏
j
=
1
n
x
j
=
(
−
1
)
n
a
0
a
n
{\displaystyle \sum _{j\,=\,1}^{n}x_{j}=-{\frac {a_{n-1}}{a_{n}}},\quad \prod \limits _{j\,=\,1}^{n}x_{j}=(-1)^{n}{\frac {a_{0}}{a_{n}}}}
בפרט, עבור משוואה ממעלה שנייה
p
(
x
)
=
a
x
2
+
b
x
+
c
{\displaystyle p(x)=ax^{2}+bx+c}
מתקיים:
x
1
+
x
2
=
−
b
a
,
x
1
x
2
=
c
a
{\displaystyle x_{1}+x_{2}=-{\frac {b}{a}}\ ,\ x_{1}x_{2}={\frac {c}{a}}}
מאחר שעבור כל מטריצה , הערכים העצמיים שלה הם שורשי הפולינום האופייני , לפי נוסחאות ויאטה מתקיימים גם הקשרים הבאים:
∑
j
=
1
n
x
j
=
t
r
(
A
)
,
∏
j
=
1
n
x
j
=
det
(
A
)
{\displaystyle \sum _{j\,=\,1}^{n}x_{j}={\rm {tr}}(A),\quad \prod _{j\,=\,1}^{n}x_{j}=\det(A)}
כאשר
A
{\displaystyle A}
היא המטריצה ו-
x
j
{\displaystyle x_{j}}
הם הערכים העצמיים שלה. זאת כיוון שהמקדם החופשי בפולינום האופייני הוא הדטרמיננטה , המקדם של החזקה המקסימלית הוא 1 והמקדם של החזקה הבאה הוא מינוס העקבה של המטריצה.