複素数 $1 - j\sqrt{3}$ を極形式で表す問題です。ここで、$j$ は虚数単位を表します。

代数学複素数極形式複素平面三角関数
2025/6/23

1. 問題の内容

複素数 1j31 - j\sqrt{3} を極形式で表す問題です。ここで、jj は虚数単位を表します。

2. 解き方の手順

複素数 z=x+jyz = x + jy を極形式 rejθr e^{j\theta} で表すには、まず絶対値 rr と偏角 θ\theta を求めます。
絶対値 rr は、
r=x2+y2r = \sqrt{x^2 + y^2}
で計算できます。この問題では、x=1x = 1y=3y = -\sqrt{3} なので、
r=12+(3)2=1+3=4=2r = \sqrt{1^2 + (-\sqrt{3})^2} = \sqrt{1 + 3} = \sqrt{4} = 2
となります。
偏角 θ\theta は、
θ=arctan(yx)\theta = \arctan(\frac{y}{x})
で計算できます。この問題では、x=1x = 1y=3y = -\sqrt{3} なので、
θ=arctan(31)=arctan(3)\theta = \arctan(\frac{-\sqrt{3}}{1}) = \arctan(-\sqrt{3})
arctan(3)\arctan(-\sqrt{3}) の値は π3-\frac{\pi}{3} です。
よって、θ=π3\theta = -\frac{\pi}{3}となります。
したがって、1j31 - j\sqrt{3} の極形式は、
2ejπ32e^{-j\frac{\pi}{3}}
となります。
また、三角関数を使って、
2(cos(π3)+jsin(π3))=2(cos(π3)jsin(π3))=2(12j32)=1j32(\cos(-\frac{\pi}{3}) + j\sin(-\frac{\pi}{3})) = 2(\cos(\frac{\pi}{3}) - j\sin(\frac{\pi}{3})) = 2(\frac{1}{2} - j\frac{\sqrt{3}}{2}) = 1 - j\sqrt{3}
となることを確認できます。

3. 最終的な答え

2ejπ32e^{-j\frac{\pi}{3}}

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