与えられた複素数を計算し、簡略化します。具体的には、$exp(\frac{2}{3}\pi i) \cdot exp(-\frac{\pi}{6}i)$を計算します。ここで、$i$は虚数単位です。

解析学複素数指数関数オイラーの公式
2025/7/22

1. 問題の内容

与えられた複素数を計算し、簡略化します。具体的には、exp(23πi)exp(π6i)exp(\frac{2}{3}\pi i) \cdot exp(-\frac{\pi}{6}i)を計算します。ここで、iiは虚数単位です。

2. 解き方の手順

まず、指数法則を使って、指数部分をまとめます。すなわち、
exp(a)exp(b)=exp(a+b)exp(a) \cdot exp(b) = exp(a+b)
次に、exp(23πi)exp(π6i)=exp(23πiπ6i)exp(\frac{2}{3}\pi i) \cdot exp(-\frac{\pi}{6}i) = exp(\frac{2}{3}\pi i - \frac{\pi}{6}i) となります。
指数部分を計算すると、
23πiπ6i=46πi16πi=36πi=12πi\frac{2}{3}\pi i - \frac{\pi}{6}i = \frac{4}{6}\pi i - \frac{1}{6}\pi i = \frac{3}{6}\pi i = \frac{1}{2}\pi i
したがって、exp(23πi)exp(π6i)=exp(12πi)exp(\frac{2}{3}\pi i) \cdot exp(-\frac{\pi}{6}i) = exp(\frac{1}{2}\pi i) となります。
オイラーの公式 eix=cos(x)+isin(x)e^{ix} = cos(x) + i sin(x) を用いて計算します。
exp(12πi)=cos(π2)+isin(π2)=0+i(1)=iexp(\frac{1}{2}\pi i) = cos(\frac{\pi}{2}) + i sin(\frac{\pi}{2}) = 0 + i(1) = i

3. 最終的な答え

ii

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