与えられた複素数を計算し、その値を求める問題です。具体的には、$\cos(-\frac{10}{3}\pi) + i\sin(-\frac{10}{3}\pi)$ を計算し、$\cos(\frac{2}{3}\pi) + i\sin(\frac{2}{3}\pi)$ と等しいことを示し、最終的な値を求めます。

代数学複素数三角関数オイラーの公式角度変換
2025/5/25

1. 問題の内容

与えられた複素数を計算し、その値を求める問題です。具体的には、cos(103π)+isin(103π)\cos(-\frac{10}{3}\pi) + i\sin(-\frac{10}{3}\pi) を計算し、cos(23π)+isin(23π)\cos(\frac{2}{3}\pi) + i\sin(\frac{2}{3}\pi) と等しいことを示し、最終的な値を求めます。

2. 解き方の手順

まず、103π-\frac{10}{3}\pi を扱いやすい角度に変換します。
103π=123π+23π=4π+23π-\frac{10}{3}\pi = -\frac{12}{3}\pi + \frac{2}{3}\pi = -4\pi + \frac{2}{3}\pi
4π-4\pi2-2回転を意味し、三角関数の値に影響を与えないため、cos(103π)=cos(23π)\cos(-\frac{10}{3}\pi) = \cos(\frac{2}{3}\pi) および sin(103π)=sin(23π)\sin(-\frac{10}{3}\pi) = \sin(\frac{2}{3}\pi) が成り立ちます。
次に、cos(23π)\cos(\frac{2}{3}\pi)sin(23π)\sin(\frac{2}{3}\pi) の値を計算します。
23π\frac{2}{3}\pi は120度であり、単位円上の座標は (12,32)(-\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}) です。
したがって、cos(23π)=12\cos(\frac{2}{3}\pi) = -\frac{1}{2}sin(23π)=32\sin(\frac{2}{3}\pi) = \frac{\sqrt{3}}{2} となります。
これらの値を代入して、複素数の値を求めます。

3. 最終的な答え

cos(23π)+isin(23π)=12+i32\cos(\frac{2}{3}\pi) + i\sin(\frac{2}{3}\pi) = -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2}

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