与えられた複素数 $1+i$ が、極形式で $\sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{4} + i\sin \frac{\pi}{4})$ と表されることを確認する問題です。

代数学複素数極形式三角関数複素平面
2025/5/14

1. 問題の内容

与えられた複素数 1+i1+i が、極形式で 2(cosπ4+isinπ4)\sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{4} + i\sin \frac{\pi}{4}) と表されることを確認する問題です。

2. 解き方の手順

まず、cosπ4\cos \frac{\pi}{4}sinπ4\sin \frac{\pi}{4} の値を求めます。
cosπ4=22\cos \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}
sinπ4=22\sin \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}
これらを極形式の式に代入します。
2(cosπ4+isinπ4)=2(22+i22)\sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{4} + i\sin \frac{\pi}{4}) = \sqrt{2} (\frac{\sqrt{2}}{2} + i\frac{\sqrt{2}}{2})
次に、分配法則を用いて展開します。
2×22+i2×22=22+i22\sqrt{2} \times \frac{\sqrt{2}}{2} + i\sqrt{2} \times \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{2}{2} + i\frac{2}{2}
最後に、簡約化します。
1+i1+i

3. 最終的な答え

1+i=2(cosπ4+isinπ4)1 + i = \sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{4} + i\sin \frac{\pi}{4}) は正しい。

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