Cómo mostrar que el producto de las distancias de los puntos (n-1) desde 1 en el círculo unitario [matemática] e ^ {2 \ pi i \ frac kn} [/ matemática] es n

Parece haber un error en la pregunta. La suma de distancias no es igual a N:

Para n = 3, los dos puntos son:

[matemáticas] e ^ {2 \ pi i / 3} \ aprox -0.5 + 0.866025i [/ matemáticas]

y su conjugado Pero la distancia de ambos puntos a [matemáticas] 1 + 0i [/ matemáticas] es

[matemáticas] \ sqrt {(- 0.5-1) ^ 2 + (0.866026-0) ^ 2} \ aprox 1.73 [/ matemáticas]

(Es decir, la norma de la raíz especificada menos 1.)

n = 4 es aún más fácil, los tres puntos están a distancia [matemática] \ sqrt {2} [/ matemática], [matemática] 2 [/ matemática] y [matemática] \ sqrt {2}. [/ matemática]

Sin embargo, el producto de estas distancias es igual a n. Y eso se prueba fácilmente ya que el producto de las normas es la norma del producto:

[matemáticas] \ displaystyle \ prod_ {k = 1} ^ {n-1} \ | e ^ {2 \ pi ik / n} – 1 \ | = \ left \ | \ prod_ {k = 1} ^ {n-1} (e ^ {2 \ pi ik / n} – 1) \ right \ | [/ math]

Deje [math] \ omega_k = e ^ {2 \ pi ik / n} [/ math]. Debido a que estas son raíces de unidad distintas de 1, estas son las raíces de la ecuación

[matemáticas] z ^ {n-1} + z ^ {n-2} +… + z + 1 = 0 [/ matemáticas]

Entonces, [math] (\ omega_k – 1) [/ math] es una raíz de

[matemáticas] (z + 1) ^ {n-1} + (z + 1) ^ {n-2} +… + (z + 1) + 1 = 0 [/ matemáticas]

para todos [matemáticas] k [/ matemáticas]. El producto de las raíces de este polinomio (que es, por lo tanto, el producto que estamos tratando de calcular), es por las fórmulas de Vieta iguales a

[matemáticas] (- 1) ^ {n-1} \ frac {a_0} {a_n} [/ matemáticas]

Donde [math] a_0 [/ math] es el coeficiente en el término constante, y [math] a_n [/ math] es el coeficiente en el término inicial. Pero el coeficiente del término principal es 1, y el término constante es la suma de [math] n [/ math] 1’s. Por lo tanto, el producto que queremos es [matemática] (- 1) ^ {n-1} n [/ matemática], y su norma es [matemática] n [/ matemática].