一般来说,如果$f美元$是多项式,并且$\zeta=e^{i2\pi/n}$是原语$n^{th}$那么,团结的根源$\frac1n\sum_{k=0}^{n-1}f(\泽塔^k)$等于$x^{n}$在我们的情况下,让$\zeta=e^{i2\pi/9}$.权力的周期性$\泽塔$暗示$$f(\zeta^k)=\Big((1+\zeta)(1+\zeta^2)\cdots(1+\zeta^9)\Big)^{230}\tag 1$$为了继续,我们使用这个引理。
引理:如果$\欧米茄$是原语$n^{th}$团结之根,以及n美元$那就奇怪了$$(1+\omega)(1+\nomega^2)\cdots(1+\n omega^n)=2$$
证明:众所周知,多项式的不同根$x^n-1美元$确实是$\omega^k美元$,用于$k=0,1,\点,n-1$因此,$x^n-1美元$因素为$$x^n-1=(x-1)(x-\omega)(x-\omega^2)\cdots(x-\omega^{n-1})$$通过设置结束$x=-1$.美元\平方$
回到眼前的问题,$\泽塔,\泽塔^2,\泽塔^4,\泽泰塔^5,\泽泰^7,\泽达^8$都是原始的9^{th}美元$统一的根,因此将引理应用于$(1)$暗示$$f(zeta^k)=2^{230},在{1,2,4,5,7,8}中为四k$$然而,对于k美元=3.6$,$\泽塔^k$是原语第三的团结的根源,而我们$$f(泽塔^3)=f(泽塔^6)=\大((1+\ze塔^3)(1+\泽塔^6)(1++泽塔^9)\大)^{690}=2^{690}$$最后,我们显然已经$f(\zeta^0)=f(1)=2^{2070}$把这些放在一起,我们得到$$\text{$x^{9k}$}=\frac19\sum{k=0}的系数之和^{9-1}页(泽塔^k)=\frac19\Big(2^{2070}+2\cdot 2^{690}+6\cdot 2 ^{230}\Big)$$