複素数 $1 / (1 - j)^3$ を直交形式($a + bj$ の形)で表す問題です。

代数学複素数複素数の計算直交形式
2025/7/18

1. 問題の内容

複素数 1/(1j)31 / (1 - j)^3 を直交形式(a+bja + bj の形)で表す問題です。

2. 解き方の手順

まず、(1j)3(1-j)^3 を計算します。
1j1 - j を2乗すると、
(1j)2=(1j)(1j)=12j+j2=12j1=2j(1 - j)^2 = (1 - j)(1 - j) = 1 - 2j + j^2 = 1 - 2j - 1 = -2j
次に、(1j)3(1 - j)^3(1j)2(1 - j)^2(1j)(1 - j) を掛けたものなので、
(1j)3=(1j)2(1j)=(2j)(1j)=2j+2j2=2j2=22j(1 - j)^3 = (1 - j)^2 (1 - j) = (-2j)(1 - j) = -2j + 2j^2 = -2j - 2 = -2 - 2j
したがって、1/(1j)3=1/(22j)1/(1 - j)^3 = 1/(-2 - 2j) となります。
次に、分母を実数化するために、分子と分母に 2+2j-2 + 2j を掛けます。
122j=122j2+2j2+2j=2+2j(2)2+(2)(2j)+(2)(2j)+(2j)2\frac{1}{-2 - 2j} = \frac{1}{-2 - 2j} \cdot \frac{-2 + 2j}{-2 + 2j} = \frac{-2 + 2j}{(-2)^2 + (-2)(2j) + (-2)(2j) + (2j)^2}
=2+2j44j+4j4=2+2j4+4=2+2j8= \frac{-2 + 2j}{4 - 4j + 4j - 4} = \frac{-2 + 2j}{4 + 4} = \frac{-2 + 2j}{8}
=28+2j8=14+14j= \frac{-2}{8} + \frac{2j}{8} = -\frac{1}{4} + \frac{1}{4}j

3. 最終的な答え

14+14j-\frac{1}{4} + \frac{1}{4}j

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