複素数 $z = 6 + 2i$ を原点を中心として$\frac{\pi}{4}$だけ回転した点を表す複素数を求める問題です。

代数学複素数回転複素平面
2025/5/18

1. 問題の内容

複素数 z=6+2iz = 6 + 2i を原点を中心としてπ4\frac{\pi}{4}だけ回転した点を表す複素数を求める問題です。

2. 解き方の手順

複素数 zz を原点を中心にθ\thetaだけ回転させるには、zzcosθ+isinθcos\theta + i sin\thetaを掛けます。
今回はθ=π4\theta = \frac{\pi}{4}なので、cosπ4+isinπ4cos\frac{\pi}{4} + i sin\frac{\pi}{4}6+2i6 + 2iに掛けます。
cosπ4=22cos\frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}
sinπ4=22sin\frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}
したがって、6+2i6 + 2i22+i22\frac{\sqrt{2}}{2} + i\frac{\sqrt{2}}{2}を掛けます。
(6+2i)(22+i22)(6 + 2i)(\frac{\sqrt{2}}{2} + i\frac{\sqrt{2}}{2})
=(6+2i)22(1+i)= (6 + 2i)\frac{\sqrt{2}}{2}(1 + i)
=(3+i)2(1+i)= (3 + i)\sqrt{2}(1 + i)
=2(3+3i+i1)= \sqrt{2}(3 + 3i + i - 1)
=2(2+4i)= \sqrt{2}(2 + 4i)
=22+42i= 2\sqrt{2} + 4\sqrt{2}i

3. 最終的な答え

22+42i2\sqrt{2} + 4\sqrt{2}i

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