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
k∑i=0m∑j=1ci,jxjeαix=0 ⋯⋯ (♣)
を仮定して
∀ci,j=0
を導きましょう。
f(D)=∏i≧2(D−αi)k+1
とおいてみます。
i≧2 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.
j≦k ですから
Dk+1xj=0 で
fD){xjeαix}=0, ∀i≧2
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)m∑i=1k∑j=0ci,jxjeαix=f(D)k∑j=0c1,jxjeα1x=eα1xf(D+α1)(k∑j=0c1,jxj)
ゆえに
f(D+α1)(k∑i=0ci,1xi)=0 ⋯⋯ (♠)
ここで
f(D+α1)=∏j≧2(D+α1−αj)k+1=∏j≧2(α1−αj)k+1+O(D)
の定数項
∏j≧2(α1−αj)k+1 は
0 ではありませんので、
もし
(k∑i=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)