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Dritter Abschnitt. Particulare Gleichungen. II.
§ 61. Die Methode der Auflösung binomischer Gleichungen
nach Gauss*).
Im Jahre 1801 gab Gauss in seinen berühmten Disquisitiones
arithmeticae eine eben so originelle als scharfsinnige Methode, die
Auflösung der binomischen Gleichung x 11 -— 1 = 0, wenn n prim
ist, auf die Auflösung so vieler Partialgleichungen zu reduciren,
als die Zahl n — 1 Primfactoren enthält und deren Grade durch
dieselben Primzahlen ausgedrückt werden.
So z. B. erfordert die Bestimmung der Wurzeln von x 13 — 1 = 0
nur die Auflösung zweier quadratischen und einer kubischen Gleichung;
die Bestimmung der Wurzeln von x Xi — 1 = 0 die Auflösung von
vier quadratischen Gleichungen.
Gegeben sei die Gleichung
x n — 1=0, (n prim).
Dividirt man das Binom durch x — 1, so bleibt die Gleichung
vom n — l ten Grade
x n ~ 1 -f- x n ~ l -J- x n ~ 3 -j- ’ • • -{- x 1 = 0,
welche lauter complexe Wurzeln enthält. Diese Gleichung drückt
zugleich die Summe aller Wurzeln der ursprünglichen Gleichung
aus. Ist nämlich x x eine der complexen Wurzeln, so sind nach dem
Früheren die übrigen
x x n ~ x , 1.
Gauss fasste nun den glücklichen Gedanken, an die Stelle der
arithmetischen Progression der Exponenten eine geometrische zu
setzen, ausgehend von dem Fermat'schen Theorem über die Prim
zahl n, nämlich
1 (mod n).
Euler hat bewiesen, dass wenn man alle Glieder der Reihe
a, a 2 , a 3 , ... a n ~ x , wo a < n ist, durch n dividirt und sich darunter
Potenzen von a befinden, welche ebenfalls den Rest 1 geben, die
Exponenten dieser Potenzen notliwendig Factoren von n — 1 sind.
Um also zu sehen, ob unter den Potenzen, kleiner als der n—l teu
von a, andere vorhanden sind, welche auch den Rest 1 geben; mit
*) Gauss, Disquisitiones arithmeticae. 1801.
Lacroix, Compléments des éléments d’algèbre, pg. 311.
ïïymers, Theory of équations. § 80.