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応用数学 第6回 (付録) Th.8 (3) の証明

Th.8 (3) の証明

 α1, α2, , αm を相異なる複素数、k を固定された自然数とするとき
xjeαix   ( i=1,2,,m; j=0,1,,k )
が一次独立であることを示しましょう。 すなわち
ki=0mj=1ci,jxjeαix=0   ()
を仮定して
ci,j=0
を導きましょう。



f(D)=i2(Dαi)k+1
とおいてみます。i2 のとき
f(D+αi)=g(D)Dk+1,   g(X)
と書けますので、Th.6 (2) より
f(D){xjeαix}=eαixf(D+αi)xj=eαixg(D)Dk+1xj.
jk ですから Dk+1xj=0
fD){xjeαix}=0,   i2
となります。従って () の左から f(D) を作用させると i=1 の項だけが残り 0=f(D)mi=1kj=0ci,jxjeαix=f(D)kj=0c1,jxjeα1x=eα1xf(D+α1)(kj=0c1,jxj) ゆえに
f(D+α1)(ki=0ci,1xi)=0   ()
ここで
f(D+α1)=j2(D+α1αj)k+1=j2(α1αj)k+1+O(D)
の定数項 j2(α1αj)k+10 ではありませんので、 もし (ki=0ci,1xi) がゼロ多項式でなければ、 () の左辺にはその最高次の項が残り 0 には成り得ません。従って
∴ ci,1=0
他の番号についても同様です。(証明終)