複素数 $\alpha$ と $\beta$ が与えられたとき、$\alpha \beta$ と $\frac{\alpha}{\beta}$ を極形式で表す。偏角 $\theta$ の範囲は $0 \leq \theta < 2\pi$ とする。 (1) $\alpha = 2 (\cos \frac{2}{3}\pi + i \sin \frac{2}{3}\pi)$, $\beta = 4(\cos \frac{\pi}{6} + i \sin \frac{\pi}{6})$ (2) $\alpha = 6 + 6i$, $\beta = \sqrt{3} + i$ (3) $\alpha = -2 - 2\sqrt{3}i$, $\beta = -1 + i$

代数学複素数極形式複素数の積複素数の商
2025/5/11

1. 問題の内容

複素数 α\alphaβ\beta が与えられたとき、αβ\alpha \betaαβ\frac{\alpha}{\beta} を極形式で表す。偏角 θ\theta の範囲は 0θ<2π0 \leq \theta < 2\pi とする。
(1) α=2(cos23π+isin23π)\alpha = 2 (\cos \frac{2}{3}\pi + i \sin \frac{2}{3}\pi), β=4(cosπ6+isinπ6)\beta = 4(\cos \frac{\pi}{6} + i \sin \frac{\pi}{6})
(2) α=6+6i\alpha = 6 + 6i, β=3+i\beta = \sqrt{3} + i
(3) α=223i\alpha = -2 - 2\sqrt{3}i, β=1+i\beta = -1 + i

2. 解き方の手順

(1) α=2(cos23π+isin23π)\alpha = 2 (\cos \frac{2}{3}\pi + i \sin \frac{2}{3}\pi), β=4(cosπ6+isinπ6)\beta = 4(\cos \frac{\pi}{6} + i \sin \frac{\pi}{6})
αβ=24(cos(23π+π6)+isin(23π+π6))\alpha \beta = 2 \cdot 4 (\cos (\frac{2}{3}\pi + \frac{\pi}{6}) + i \sin (\frac{2}{3}\pi + \frac{\pi}{6}))
=8(cos(46π+16π)+isin(46π+16π))= 8 (\cos (\frac{4}{6}\pi + \frac{1}{6}\pi) + i \sin (\frac{4}{6}\pi + \frac{1}{6}\pi))
=8(cos56π+isin56π)= 8 (\cos \frac{5}{6}\pi + i \sin \frac{5}{6}\pi)
αβ=24(cos(23ππ6)+isin(23ππ6))\frac{\alpha}{\beta} = \frac{2}{4} (\cos (\frac{2}{3}\pi - \frac{\pi}{6}) + i \sin (\frac{2}{3}\pi - \frac{\pi}{6}))
=12(cos(46π16π)+isin(46π16π))= \frac{1}{2} (\cos (\frac{4}{6}\pi - \frac{1}{6}\pi) + i \sin (\frac{4}{6}\pi - \frac{1}{6}\pi))
=12(cos36π+isin36π)= \frac{1}{2} (\cos \frac{3}{6}\pi + i \sin \frac{3}{6}\pi)
=12(cosπ2+isinπ2)= \frac{1}{2} (\cos \frac{\pi}{2} + i \sin \frac{\pi}{2})
(2) α=6+6i\alpha = 6 + 6i, β=3+i\beta = \sqrt{3} + i
α=62(12+12i)=62(cosπ4+isinπ4)\alpha = 6\sqrt{2} (\frac{1}{\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{2}} i) = 6\sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{4} + i \sin \frac{\pi}{4})
β=2(32+12i)=2(cosπ6+isinπ6)\beta = 2 (\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2} i) = 2 (\cos \frac{\pi}{6} + i \sin \frac{\pi}{6})
αβ=622(cos(π4+π6)+isin(π4+π6))\alpha \beta = 6\sqrt{2} \cdot 2 (\cos (\frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{6}) + i \sin (\frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{6}))
=122(cos(312π+212π)+isin(312π+212π))= 12\sqrt{2} (\cos (\frac{3}{12}\pi + \frac{2}{12}\pi) + i \sin (\frac{3}{12}\pi + \frac{2}{12}\pi))
=122(cos512π+isin512π)= 12\sqrt{2} (\cos \frac{5}{12}\pi + i \sin \frac{5}{12}\pi)
αβ=622(cos(π4π6)+isin(π4π6))\frac{\alpha}{\beta} = \frac{6\sqrt{2}}{2} (\cos (\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6}) + i \sin (\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6}))
=32(cos(312π212π)+isin(312π212π))= 3\sqrt{2} (\cos (\frac{3}{12}\pi - \frac{2}{12}\pi) + i \sin (\frac{3}{12}\pi - \frac{2}{12}\pi))
=32(cosπ12+isinπ12)= 3\sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{12} + i \sin \frac{\pi}{12})
(3) α=223i\alpha = -2 - 2\sqrt{3}i, β=1+i\beta = -1 + i
α=4(1232i)=4(cos4π3+isin4π3)\alpha = 4 (-\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2} i) = 4 (\cos \frac{4\pi}{3} + i \sin \frac{4\pi}{3})
β=2(12+12i)=2(cos3π4+isin3π4)\beta = \sqrt{2} (-\frac{1}{\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{2}} i) = \sqrt{2} (\cos \frac{3\pi}{4} + i \sin \frac{3\pi}{4})
αβ=42(cos(4π3+3π4)+isin(4π3+3π4))\alpha \beta = 4 \sqrt{2} (\cos (\frac{4\pi}{3} + \frac{3\pi}{4}) + i \sin (\frac{4\pi}{3} + \frac{3\pi}{4}))
=42(cos(16π12+9π12)+isin(16π12+9π12))= 4 \sqrt{2} (\cos (\frac{16\pi}{12} + \frac{9\pi}{12}) + i \sin (\frac{16\pi}{12} + \frac{9\pi}{12}))
=42(cos25π12+isin25π12)= 4 \sqrt{2} (\cos \frac{25\pi}{12} + i \sin \frac{25\pi}{12})
=42(cosπ12+isinπ12)= 4 \sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{12} + i \sin \frac{\pi}{12})
αβ=42(cos(4π33π4)+isin(4π33π4))\frac{\alpha}{\beta} = \frac{4}{\sqrt{2}} (\cos (\frac{4\pi}{3} - \frac{3\pi}{4}) + i \sin (\frac{4\pi}{3} - \frac{3\pi}{4}))
=22(cos(16π129π12)+isin(16π129π12))= 2\sqrt{2} (\cos (\frac{16\pi}{12} - \frac{9\pi}{12}) + i \sin (\frac{16\pi}{12} - \frac{9\pi}{12}))
=22(cos7π12+isin7π12)= 2\sqrt{2} (\cos \frac{7\pi}{12} + i \sin \frac{7\pi}{12})

3. 最終的な答え

(1) αβ=8(cos56π+isin56π)\alpha \beta = 8 (\cos \frac{5}{6}\pi + i \sin \frac{5}{6}\pi), αβ=12(cosπ2+isinπ2)\frac{\alpha}{\beta} = \frac{1}{2} (\cos \frac{\pi}{2} + i \sin \frac{\pi}{2})
(2) αβ=122(cos512π+isin512π)\alpha \beta = 12\sqrt{2} (\cos \frac{5}{12}\pi + i \sin \frac{5}{12}\pi), αβ=32(cosπ12+isinπ12)\frac{\alpha}{\beta} = 3\sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{12} + i \sin \frac{\pi}{12})
(3) αβ=42(cosπ12+isinπ12)\alpha \beta = 4 \sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{12} + i \sin \frac{\pi}{12}), αβ=22(cos7π12+isin7π12)\frac{\alpha}{\beta} = 2\sqrt{2} (\cos \frac{7\pi}{12} + i \sin \frac{7\pi}{12})

「代数学」の関連問題

次の二つの不等式を解く問題です。 (1) $1 \le x \le 15 - 2x$ (2) $-2 < 3x + 1 < 5$

不等式一次不等式不等式の解法
2025/5/12

次の2つの関数のグラフを描く問題です。 (1) $y = |x^2 - 4x| + 3$ (2) $y = |x - 1| + |x^2 - 1|$

絶対値二次関数グラフ場合分け
2025/5/12

この問題は3つのWorkから構成されています。 Work 1: 家から駅までの距離が63kmで、駅から出発して家に帰る自動車の速さが毎時42kmのとき、x時間進んだ地点から家までの距離yをxの式で表し...

一次関数二次関数方程式面積体積定義域値域
2025/5/12

(1) 2点 $(-3, 0)$, $(5, 0)$ を通り、頂点が直線 $y = 2x + 6$ 上にある放物線の頂点の座標を求める。 (2) 3点 $(-1, 3)$, $(0, -5)$, $(...

放物線二次関数頂点方程式
2025/5/12

3点$(-1, 3)$, $(0, -5)$, $(2, 1)$を通る放物線を求めます。

放物線二次関数連立方程式
2025/5/12

問題は以下の通りです。 (4) 頂点が直線 $y = -3x + 1$ 上にあり、2点 $(1, -4)$, $(5, 4)$ を通る放物線を求めよ。

二次関数放物線頂点方程式
2025/5/12

次の連立不等式を解く問題です。 (1) $ \begin{cases} 6x - 9 < 2x - 1 \\ 3x + 7 \leq 4(2x + 3) \end{cases} $ (2) $ \be...

不等式連立不等式一次不等式
2025/5/12

与えられた二次関数 $y = 3x^2 + 5x + 4$ について、以下の問いに答える問題です。 (1) 頂点の座標を求める。 (2) 軸の方程式を求める。 (3) y軸との交点の座標を求める。

二次関数平方完成頂点y切片
2025/5/12

複素数 $\alpha = 1 + 2\sqrt{2}i$ と $\beta = 2\sqrt{6} - i$ が与えられたとき、以下の値を求める問題です。 (1) $|\alpha\beta|$ (...

複素数絶対値複素数の計算
2025/5/12

与えられた2次関数 $y = \frac{1}{2}x^2 + 4x - 2$ について、以下の3つの値を求める問題です。 1. 頂点の座標 2. 軸の方程式 3. y軸との交点の座...

二次関数平方完成頂点グラフ
2025/5/12