单位根

数学上,次单位根是次幂为1的复数。它们位于复平面的单位圆上,构成正多边形的顶点,但最多只可有两个顶点同时标在实数线上。

复平面上的三次单位根

定义

 

这方程的复数根  为 次单位根。

单位的  次根有  个:

 。

本原根

单位的  次根以乘法构成 阶循环群。它的生成元是  次本原单位根。 次本原单位根是 ,其中 和 互质。 次本原单位根数目为欧拉函数 。

例子

一次单位根有一个:  。

二次单位根有两个:  和 ,只有 是本原根。

三次单位根是

 

其中 是虚数单位;除 外都是本原根。

四次单位根是

 

其中 和 是本原根。

和式

当 不小于 时, 次单位根总和为 。这一结果可以用不同的方法证明。一个基本方法是等比级数:

 。

第二个证法是它们在复平面上构成正多边形的顶点,而从对称性知这多边形的重心在原点。

还有一个证法利用关于方程根与系数的韦达定理,由分圆方程的 项系数为零得出。