与えられた複素数を極形式から直交形式(a + bj)に変換します。具体的には、以下の3つの複素数を変換します。 * $e^{j\frac{\pi}{4}}$ * $4e^{j\frac{5}{6}\pi}$ * $2\angle{\frac{2}{3}\pi}$

応用数学複素数極形式直交形式オイラーの公式複素平面
2025/7/18

1. 問題の内容

与えられた複素数を極形式から直交形式(a + bj)に変換します。具体的には、以下の3つの複素数を変換します。
* ejπ4e^{j\frac{\pi}{4}}
* 4ej56π4e^{j\frac{5}{6}\pi}
* 223π2\angle{\frac{2}{3}\pi}

2. 解き方の手順

複素数の極形式から直交形式への変換は、オイラーの公式 ejθ=cosθ+jsinθe^{j\theta} = \cos{\theta} + j\sin{\theta} を利用します。
* **1つ目の複素数:** ejπ4e^{j\frac{\pi}{4}}
ejπ4=cosπ4+jsinπ4=22+j22e^{j\frac{\pi}{4}} = \cos{\frac{\pi}{4}} + j\sin{\frac{\pi}{4}} = \frac{\sqrt{2}}{2} + j\frac{\sqrt{2}}{2}
* **2つ目の複素数:** 4ej56π4e^{j\frac{5}{6}\pi}
4ej56π=4(cos56π+jsin56π)=4(32+j12)=23+2j4e^{j\frac{5}{6}\pi} = 4(\cos{\frac{5}{6}\pi} + j\sin{\frac{5}{6}\pi}) = 4(-\frac{\sqrt{3}}{2} + j\frac{1}{2}) = -2\sqrt{3} + 2j
* **3つ目の複素数:** 223π2\angle{\frac{2}{3}\pi}
これは極座標表示の別の書き方で、2ej23π2e^{j\frac{2}{3}\pi} と同じ意味です。
2ej23π=2(cos23π+jsin23π)=2(12+j32)=1+j32e^{j\frac{2}{3}\pi} = 2(\cos{\frac{2}{3}\pi} + j\sin{\frac{2}{3}\pi}) = 2(-\frac{1}{2} + j\frac{\sqrt{3}}{2}) = -1 + j\sqrt{3}

3. 最終的な答え

* ejπ4=22+j22e^{j\frac{\pi}{4}} = \frac{\sqrt{2}}{2} + j\frac{\sqrt{2}}{2}
* 4ej56π=23+2j4e^{j\frac{5}{6}\pi} = -2\sqrt{3} + 2j
* 223π=1+j32\angle{\frac{2}{3}\pi} = -1 + j\sqrt{3}

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