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[数列] 实系数代数方程的根分类的类数 有何规律

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hbghlyj 发表于 2024-12-29 04:47 |阅读模式
《计算机怎样解几何题》第187页有一段话:
$type [184-190] 《计算机怎样解几何题 谈谈自动推理》张景中.pdf (402.23 KB, 下载次数: 1)
方程的次数越高, 判别式系统就越复杂。特别是, 5 次和更高次的方程没有求根公式, 这使问题更难下手。直到 1995 年, 4 次方程的判别式系统已经建立 30 多年了, 关于实系数 5 次代数方程根的完全分类的显式判准问题,即判别式系统问题,还未解决。

计算机自动推理促进了这一古典课题的研究。1996年,杨路、侯晓荣和曾振柄提出了对任意次的实系数代数方程建立完全判别系统的通用算法, 使这个实代数的基本问题得到了完满的回答 ${ }^{[27]}$ 。用他们提供的 MAPLE 程序,在微机上很容易求出直到 8 次的代数方程的判别系统。如果允许用不展开的行列式表示判别系统中的多项式, 还可以求出次数高得多的代数方程的判别系统。在此基础之上, 梁松新用作者提出的想法, 在他的博士论文中又解决了任意次数的复系数多项式判别系统问题 ${ }^{[22]}$ 。

实系数代数方程的根分类的类数,随次数的增加而迅速膨胀。2次方程只有 3 种情形,3次方程只有 4 种。 4 次 9种,5次 12 种,6次 23 种, 7 次 31 种,8次 54 种,9次 73 种, 10 次竟有 118 种之多。复系数的情形更复杂, 从 3 次到 10次的根分类数顺次为: $12,27,50,98,172,310,522,888$!

问题:上面提到的“实系数代数方程的根分类的类数,随次数的增加而迅速膨胀”这个数列有何规律?\[
\begin{array}{r|l}
\text {次数} & \text {类数} \\
\hline 1 & 1 \\
2 & 3 \\
3 & 4 \\
4 & 9\\
5&12\\
6&23\\
7&31\\
8&54\\
9&73\\
10&118
\end{array}
\]

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 楼主| hbghlyj 发表于 2024-12-29 04:53
OEIS
\begin{array}{c|cc}
n&0&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10\\\hline
a(n)&1& 1& 3& 4& 9& 12& 23& 31& 54& 73& 118
\end{array}$a(n)$ 是 $n$ 的整数分拆的数量,其中偶数部分有两种类型。例如 a(4)=9,因为我们有 $4, 4', 3+1, 2+2, 2+2', 2'+2', 2+1+1, 2'+1+1, 1+1+1+1$

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 楼主| hbghlyj 发表于 2024-12-29 05:00
Nature of the Roots of Real Polynomial Equations
E 2055 [1968, 188]. Proposed by M. F. Capobianco, St. John's University

Consider a real polynomial equation of degree $n$. Attention is paid to whether the roots are real and unequal, real and equal (in various combinations), or simple or multiple complex conjugates. If $n=2$ there are but three possibilities, namely, all roots real and equal, all roots real and unequal, and all roots complex. If $n=3$, there are four possibilities: three equal, two equal, three unequal, two complex. For $n=4$, there are nine possibilities. How many possibilities are there for general $n$ ?

Solution. Denoting by $m_i, i=1,2, \cdots, r$, the multiplicities of the conjugate pairs of imaginary roots and by $n_i, i=1,2, \cdots, s$, the multiplicities of the real roots, we seek the number of solutions of
\[
2 \sum_{i=1}^r m_i+\sum_{i=1}^s n_i=n
\]
subject to the restrictions $m_1 \leqq m_2 \leqq \cdots \leqq m_r, n_1 \leqq n_2 \leqq \cdots \leqq n_s$. This is given by the convolution
\[
\mu_n=\sum_{k=0}^{[n / 2]} P(k) P(n-2 k)
\]
where $P(k)$ is the number of unrestricted partitions of $k$, with the well-known (see, for example, Riordan, An Introduction to Combinatorial Analysis, Wiley, New York, 1958, p. 111) generating function
\[
\begin{aligned}f(t)=\sum_{k=0}^{\infty} P(k) t^k&=\prod_{k=0}^{\infty}\left(1-t^k\right)^{-1}\\
&=  1+t+3 t^2+4 t^3+9 t^4+12 t^5+23 t^6+31 t^7+54 t^8+73 t^9+118 t^{10}+\cdots
\end{aligned}\]

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 楼主| hbghlyj 发表于 2024-12-29 05:24

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ljh25252 发表于 2024-12-29 05:25
hbghlyj 发表于 2024-12-29 05:24
数学研发论坛有一篇帖子:有关复系数多项式完全判别系统
https://www.semanticscholar.org/paper/A-complet ...

可惜都看不了
你看不见我

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 楼主| hbghlyj 发表于 2024-12-29 05:26

点评

有链接就发链接,怕丢就用 Wayback Machine 存个档好了  发表于 2024-12-29 17:42

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 楼主| hbghlyj 发表于 2024-12-29 06:52
文中,

实系数多项式的根分类的类数为A002513,生成函数为$\prod_{k=1}^{\infty} \frac{1}{\left(1+x^k\right)\left(1-x^k\right)^2}$

复系数多项式的根分类的类数为A029863,生成函数为$\prod_{k=1}^{\infty} \frac{1}{\left(1+x^k\right)\left(1-x^k\right)^3}$

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GMT+8, 2025-3-4 13:19

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