多项式算法5:多项式指数函数

本文介绍了如何运用牛顿迭代法解决多项式指数函数的问题。通过泰勒展开和牛顿迭代公式,当给定G(z)和F(x),找到满足G(F(x))≡0(modxn)的F(x)。具体方法是首先假设F0(x)满足条件,然后展开G(F(x))并取前两项,得到迭代公式。在实际应用中,将此方法应用于求解B(x)≡eA(x)(modxn),其中G(B(x))≡lnB(x)−A(x)(modxn),最终给出了迭代求解的代码实现。

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先从牛顿迭代讲起。

已知多项式函数G(z)G(z)G(z),求多项式函数F(x)F(x)F(x)满足
G(F(x))≡0(modxn)G(F(x))\equiv0 \pmod{x^n}G(F(x))0(modxn)

考虑用迭代求解,假设我们已经求得F0(x)F_0(x)F0(x)满足
G(F0(x))≡0(modx⌈n2⌉)G(F_0(x))\equiv0\pmod{x^{\left\lceil\frac{n}{2}\right\rceil}}G(F0(x))0(modx2n)

将函数GGGz=F0(x)z=F_0(x)z=F0(x)处进行泰勒展开
G(F(x))=∑i=1∞G(i)(F0(x))i!(F(x)−F0(x))iG(F(x))=\sum_{i=1}^{\infty}\frac{G^{(i)}(F_0(x))}{i!}(F(x)-F_0(x))^iG(F(x))=i=1i!G(i)(F0(x))(F(x)F0(x))i

其中G(i)G^{(i)}G(i)GGGiii阶导函数.

取前两项
G(F(x))≡G(F0(x))+G′(F0(x))(F(x)−F0(x))(modxn)G(F(x))\equiv G(F_0(x))+G'(F_0(x))(F(x)-F_0(x))\pmod{x^n}G(F(x))G(F0(x))+G

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