与えられた複素数を極形式で表す問題です。 (1) $\sqrt{3} + i$ (2) $1 - i$ 偏角 $\theta$ の範囲は $0 \leq \theta \leq 2\pi$ です。

その他複素数極形式複素平面絶対値偏角
2025/7/23

1. 問題の内容

与えられた複素数を極形式で表す問題です。
(1) 3+i\sqrt{3} + i
(2) 1i1 - i
偏角 θ\theta の範囲は 0θ2π0 \leq \theta \leq 2\pi です。

2. 解き方の手順

(1) 3+i\sqrt{3} + i について
複素数 z=x+yiz = x + yi の極形式は z=r(cosθ+isinθ)z = r(\cos\theta + i\sin\theta) と表されます。
ここで、r=x2+y2r = \sqrt{x^2 + y^2} は絶対値、θ \theta は偏角です。
x=3x = \sqrt{3}, y=1y = 1 なので、r=(3)2+12=3+1=4=2r = \sqrt{(\sqrt{3})^2 + 1^2} = \sqrt{3+1} = \sqrt{4} = 2 となります。
cosθ=xr=32\cos\theta = \frac{x}{r} = \frac{\sqrt{3}}{2}, sinθ=yr=12\sin\theta = \frac{y}{r} = \frac{1}{2} を満たす θ\theta は、θ=π6\theta = \frac{\pi}{6} です。
したがって、3+i=2(cosπ6+isinπ6)\sqrt{3} + i = 2(\cos\frac{\pi}{6} + i\sin\frac{\pi}{6})となります。
(2) 1i1 - i について
複素数 z=x+yiz = x + yi の極形式は z=r(cosθ+isinθ)z = r(\cos\theta + i\sin\theta) と表されます。
ここで、r=x2+y2r = \sqrt{x^2 + y^2} は絶対値、θ \theta は偏角です。
x=1x = 1, y=1y = -1 なので、r=12+(1)2=1+1=2r = \sqrt{1^2 + (-1)^2} = \sqrt{1+1} = \sqrt{2} となります。
cosθ=xr=12\cos\theta = \frac{x}{r} = \frac{1}{\sqrt{2}}, sinθ=yr=12\sin\theta = \frac{y}{r} = \frac{-1}{\sqrt{2}} を満たす θ\theta は、θ=7π4\theta = \frac{7\pi}{4} です。
したがって、1i=2(cos7π4+isin7π4)1 - i = \sqrt{2}(\cos\frac{7\pi}{4} + i\sin\frac{7\pi}{4})となります。

3. 最終的な答え

(1) 3+i=2(cos16π+isin16π)\sqrt{3} + i = 2(\cos\frac{1}{6}\pi + i\sin\frac{1}{6}\pi)
(2) 1i=2(cos74π+isin74π)1 - i = \sqrt{2}(\cos\frac{7}{4}\pi + i\sin\frac{7}{4}\pi)

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## 解答

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