ド・モアブルの定理を利用して、$(\sqrt{3} - i)^6$ を計算します。

代数学複素数ド・モアブルの定理極形式累乗
2025/3/25

1. 問題の内容

ド・モアブルの定理を利用して、(3i)6(\sqrt{3} - i)^6 を計算します。

2. 解き方の手順

まず、複素数 3i\sqrt{3} - i を極形式で表します。
3i\sqrt{3} - i の絶対値 rr は、
r=(3)2+(1)2=3+1=4=2r = \sqrt{(\sqrt{3})^2 + (-1)^2} = \sqrt{3 + 1} = \sqrt{4} = 2
偏角 θ\theta は、
cosθ=32,sinθ=12\cos \theta = \frac{\sqrt{3}}{2}, \sin \theta = -\frac{1}{2}
となるので、θ=π6\theta = -\frac{\pi}{6}
したがって、
3i=2(cos(π6)+isin(π6))\sqrt{3} - i = 2\left(\cos\left(-\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{6}\right)\right)
ド・モアブルの定理より、
(3i)6=[2(cos(π6)+isin(π6))]6(\sqrt{3} - i)^6 = \left[2\left(\cos\left(-\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{6}\right)\right)\right]^6
=26(cos(π6×6)+isin(π6×6))= 2^6 \left(\cos\left(-\frac{\pi}{6} \times 6\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{6} \times 6\right)\right)
=64(cos(π)+isin(π))= 64(\cos(-\pi) + i\sin(-\pi))
=64(1+i0)= 64(-1 + i \cdot 0)
=64= -64

3. 最終的な答え

-64

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