複素数の計算問題です。 $\frac{1}{4i} + \frac{1}{3-i}$ を計算し、結果を$a+bi$の形で表します。

代数学複素数複素数の計算分母の実数化
2025/6/13

1. 問題の内容

複素数の計算問題です。
14i+13i\frac{1}{4i} + \frac{1}{3-i} を計算し、結果をa+bia+biの形で表します。

2. 解き方の手順

まず、14i\frac{1}{4i} の分母を実数化します。
ii を分母分子にかけると i2=1i^2 = -1 なので、
14i=14iii=i4i2=i4(1)=i4\frac{1}{4i} = \frac{1}{4i} \cdot \frac{i}{i} = \frac{i}{4i^2} = \frac{i}{4(-1)} = -\frac{i}{4}
次に、13i\frac{1}{3-i} の分母を実数化します。
分母の共役複素数 3+i3+i を分母分子にかけると、
13i=13i3+i3+i=3+i(3i)(3+i)=3+i9i2=3+i9(1)=3+i10\frac{1}{3-i} = \frac{1}{3-i} \cdot \frac{3+i}{3+i} = \frac{3+i}{(3-i)(3+i)} = \frac{3+i}{9 - i^2} = \frac{3+i}{9 - (-1)} = \frac{3+i}{10}
したがって、
14i+13i=i4+3+i10=i4+310+i10=310+(14+110)i\frac{1}{4i} + \frac{1}{3-i} = -\frac{i}{4} + \frac{3+i}{10} = -\frac{i}{4} + \frac{3}{10} + \frac{i}{10} = \frac{3}{10} + \left(-\frac{1}{4} + \frac{1}{10}\right)i
14+110=520+220=320-\frac{1}{4} + \frac{1}{10} = -\frac{5}{20} + \frac{2}{20} = -\frac{3}{20}
したがって、
14i+13i=310320i\frac{1}{4i} + \frac{1}{3-i} = \frac{3}{10} - \frac{3}{20}i

3. 最終的な答え

310320i\frac{3}{10} - \frac{3}{20}i

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