複素数 $\sqrt{3} + i$ を極形式で表す問題を解きます。

代数学複素数極形式三角関数絶対値偏角
2025/7/9

1. 問題の内容

複素数 3+i\sqrt{3} + i を極形式で表す問題を解きます。

2. 解き方の手順

複素数 z=a+biz = a + bi を極形式で表すには、以下の手順で行います。
まず、絶対値 rr を求めます。
r=a2+b2r = \sqrt{a^2 + b^2}
次に、偏角 θ\theta を求めます。
a=rcosθa = r\cos\theta
b=rsinθb = r\sin\theta
これにより、z=r(cosθ+isinθ)z = r(\cos\theta + i\sin\theta) と表されます。
与えられた複素数 z=3+iz = \sqrt{3} + i について、
a=3a = \sqrt{3}, b=1b = 1 です。
まず、絶対値 rr を計算します。
r=(3)2+12=3+1=4=2r = \sqrt{(\sqrt{3})^2 + 1^2} = \sqrt{3 + 1} = \sqrt{4} = 2
次に、偏角 θ\theta を求めます。
cosθ=ar=32\cos\theta = \frac{a}{r} = \frac{\sqrt{3}}{2}
sinθ=br=12\sin\theta = \frac{b}{r} = \frac{1}{2}
cosθ=32\cos\theta = \frac{\sqrt{3}}{2} かつ sinθ=12\sin\theta = \frac{1}{2} を満たす θ\thetaπ6\frac{\pi}{6} です。
したがって、θ=π6\theta = \frac{\pi}{6} です。
以上より、極形式は z=2(cosπ6+isinπ6)z = 2(\cos\frac{\pi}{6} + i\sin\frac{\pi}{6}) となります。

3. 最終的な答え

2(cosπ6+isinπ6)2(\cos\frac{\pi}{6} + i\sin\frac{\pi}{6})

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