複素数 $(2+3i)$ の3乗を計算する問題です。

代数学複素数複素数の計算代数
2025/6/28

1. 問題の内容

複素数 (2+3i)(2+3i) の3乗を計算する問題です。

2. 解き方の手順

(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3(a+b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3 の公式を利用します。
この公式に a=2a=2b=3ib=3i を代入して計算します。
また、i2=1i^2 = -1i3=i2i=ii^3 = i^2 \cdot i = -i を利用して式を整理します。
まず、(2+3i)3(2+3i)^3 を展開します。
(2+3i)3=23+3223i+32(3i)2+(3i)3(2+3i)^3 = 2^3 + 3 \cdot 2^2 \cdot 3i + 3 \cdot 2 \cdot (3i)^2 + (3i)^3
それぞれの項を計算します。
23=82^3 = 8
3223i=343i=36i3 \cdot 2^2 \cdot 3i = 3 \cdot 4 \cdot 3i = 36i
32(3i)2=329i2=54i23 \cdot 2 \cdot (3i)^2 = 3 \cdot 2 \cdot 9i^2 = 54i^2
(3i)3=27i3(3i)^3 = 27i^3
したがって、
(2+3i)3=8+36i+54i2+27i3(2+3i)^3 = 8 + 36i + 54i^2 + 27i^3
次に、i2=1i^2 = -1i3=ii^3 = -i を代入します。
54i2=54(1)=5454i^2 = 54 \cdot (-1) = -54
27i3=27(i)=27i27i^3 = 27 \cdot (-i) = -27i
(2+3i)3=8+36i5427i(2+3i)^3 = 8 + 36i - 54 - 27i
実部と虚部をまとめます。
(2+3i)3=(854)+(36i27i)=46+9i(2+3i)^3 = (8 - 54) + (36i - 27i) = -46 + 9i

3. 最終的な答え

46+9i-46 + 9i

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