与えられた複素数の計算問題を解く。具体的には、複素数の足し算、引き算、掛け算、割り算、2乗の計算を行う。

代数学複素数複素数演算足し算引き算掛け算割り算共役複素数
2025/7/1

1. 問題の内容

与えられた複素数の計算問題を解く。具体的には、複素数の足し算、引き算、掛け算、割り算、2乗の計算を行う。

2. 解き方の手順

(1) (4+2i)+(3+i)(4+2i)+(3+i)
実部と虚部をそれぞれ足し合わせる。
4+3=74+3 = 7
2i+i=3i2i + i = 3i
したがって、(4+2i)+(3+i)=7+3i(4+2i)+(3+i) = 7 + 3i
(2) (32i)(2i)(3-2i)-(2-i)
実部と虚部をそれぞれ引き算する。
32=13-2 = 1
2i(i)=2i+i=i-2i - (-i) = -2i + i = -i
したがって、(32i)(2i)=1i(3-2i)-(2-i) = 1-i
(3) (12i)(5+2i)(1-2i)(5+2i)
分配法則を用いて計算する。
(12i)(5+2i)=15+12i2i52i2i(1-2i)(5+2i) = 1*5 + 1*2i - 2i*5 - 2i*2i
=5+2i10i4i2= 5 + 2i - 10i - 4i^2
i2=1i^2 = -1なので、
=5+2i10i+4= 5 + 2i - 10i + 4
=98i= 9 - 8i
したがって、(12i)(5+2i)=98i(1-2i)(5+2i) = 9-8i
(4) (32i)2(3-2i)^2
展開する。
(32i)2=(32i)(32i)(3-2i)^2 = (3-2i)(3-2i)
=33+3(2i)2i32i(2i)= 3*3 + 3*(-2i) - 2i*3 - 2i*(-2i)
=96i6i+4i2= 9 - 6i - 6i + 4i^2
i2=1i^2 = -1なので、
=912i4= 9 - 12i - 4
=512i= 5 - 12i
したがって、(32i)2=512i(3-2i)^2 = 5-12i
(5) (2i)(2+i)(2-i)(2+i)
(ab)(a+b)=a2b2(a-b)(a+b) = a^2 - b^2 の公式を使う。
(2i)(2+i)=22i2(2-i)(2+i) = 2^2 - i^2
=4(1)= 4 - (-1)
=4+1= 4+1
=5= 5
したがって、(2i)(2+i)=5(2-i)(2+i) = 5
(6) 3+i1+2i\frac{3+i}{1+2i}
分母の共役複素数 12i1-2i を分子と分母にかける。
3+i1+2i=(3+i)(12i)(1+2i)(12i)\frac{3+i}{1+2i} = \frac{(3+i)(1-2i)}{(1+2i)(1-2i)}
分子を計算する。
(3+i)(12i)=36i+i2i2(3+i)(1-2i) = 3 - 6i + i - 2i^2
=35i+2= 3 - 5i + 2
=55i= 5 - 5i
分母を計算する。
(1+2i)(12i)=12(2i)2(1+2i)(1-2i) = 1^2 - (2i)^2
=14i2= 1 - 4i^2
=1+4= 1 + 4
=5= 5
55i5=1i\frac{5-5i}{5} = 1-i
したがって、3+i1+2i=1i\frac{3+i}{1+2i} = 1-i
(7) 2i2+i\frac{2-i}{2+i}
分母の共役複素数 2i2-i を分子と分母にかける。
2i2+i=(2i)(2i)(2+i)(2i)\frac{2-i}{2+i} = \frac{(2-i)(2-i)}{(2+i)(2-i)}
分子を計算する。
(2i)(2i)=(2i)2=44i+i2=44i1=34i(2-i)(2-i) = (2-i)^2 = 4 - 4i + i^2 = 4 - 4i - 1 = 3-4i
分母を計算する。
(2+i)(2i)=22i2=4(1)=5(2+i)(2-i) = 2^2 - i^2 = 4 - (-1) = 5
したがって、2i2+i=34i5=3545i\frac{2-i}{2+i} = \frac{3-4i}{5} = \frac{3}{5} - \frac{4}{5}i
(8) 45ii\frac{4-5i}{i}
分母の共役複素数 i-i を分子と分母にかける。
45ii=(45i)(i)i(i)\frac{4-5i}{i} = \frac{(4-5i)(-i)}{i(-i)}
=4i+5i2i2= \frac{-4i+5i^2}{-i^2}
=4i51= \frac{-4i-5}{1}
=54i= -5-4i
したがって、45ii=54i\frac{4-5i}{i} = -5-4i

3. 最終的な答え

(1) 7+3i7+3i
(2) 1i1-i
(3) 98i9-8i
(4) 512i5-12i
(5) 55
(6) 1i1-i
(7) 3545i\frac{3}{5}-\frac{4}{5}i
(8) 54i-5-4i

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