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2021年07月16日

28014 複素数とベクトル Zのn乗 =A の 根





複素数とベクトル Zのn乗=A の 根

01

複素数の 極形式で

偏角が出てくるのですが

すんなり 計算できないときは

少し いじらないと いけないです。


P7150001.JPG
02

この 表も しょっちゅう 使います

P7150002.JPG
03

加法定理も バンバンと

P7150003.JPG
04

行ってみましょう

ほうていしきを解け


複素数の べきは ド・モアブルの定理

左辺右辺 極形式に 変形して


P7150004.JPG
05

左辺を ド・モアブルの定理



P7150005.JPG

06

右辺は

普通の形を 極形式に

絶対値 偏角


P7150006.JPG
07

左辺 右辺 連結して

係数を 比較


r=√2    偏角 3θ = π/4 + 2kπ

θは こんな感じになるので



P7150007.JPG
08

Zの 根は こんなイメージ

偏角が 範囲内に ある 時の kを 調べて

P7150008.JPG
09

k=0,1,2

P7150009.JPG
10

これを 計算すればいいから

P7150010.JPG
11

それぞれの 三角関数 の値を

先に 計算しておいて

じゃナイスカ

P7150011.JPG
12


偏角を 変形して行って

加法定理で

比の値が 分かってる ものに 変換しておいて

一つ目

P7150012.JPG
13

サインの方も

P7150013.JPG
14

三つ目  四つ目



P7150014.JPG
15

五つ目は

P7150015.JPG
16

負角 補角 ヲ 使って  

今度は 加法定理


バンバン 使ってじゃナイスカ

P7150016.JPG
17

コサイン

P7150017.JPG
18

サインも
補角 

負角

P7150018.JPG
19

加法定理

P7150019.JPG
20

値が 出そろったとこで

P7150020.JPG

21

代入していきますと

Z0


P7160021.JPG
22

Z1

Z2


P7160022.JPG
23

であるので

まとめて

答え


P7160023.JPG
24


類題

左辺は 複素数の ベキ

ド・モアブルの定理

P7160024.JPG
25


右辺は 絶対値 偏角

P7160025.JPG
26

極形式にして



左辺 右辺 連結して


P7160026.JPG
27

係数比較から

‪イメージが出てきて


P7160027.JPG
28

偏角が 範囲内にある kは 0,1,2

P7160028.JPG
29

いきなり 計算してくと

Z0


P7160029.JPG
30

Z1


P7160030.JPG
31

Z2

極形式の 形になったことを 


確認して

そこから 崩して 値を 求めて

P7160031.JPG
32

こんな感じで

P7160032.JPG
33

まとめて

答え

P7160033.JPG
34


ひたすら 計算です

類題


何回も 見てると

定理 もう 覚えちゃったデショ

P7160034.JPG
35


右辺の 極形式の やり方も

P7160035.JPG
36

左辺 右辺 連結して 係数比較



P7160036.JPG
37

偏角の範囲にある k を 調べて

0,1

P7160037.JPG
38

根の イメージの 式に 代入して

Z0

P7160038.JPG
39

Z1

補角 負角 よく使うでしょ

P7160039.JPG
40

こんな感じで

P7160040.JPG
41

まとめると

答え

P7160041.JPG
42

ひたすら 計算

類題

今度は 4次


P7160042.JPG
43

左辺


P7160043.JPG
44

右辺

絶対値


P7160044.JPG
45

偏角


P7160045.JPG
46

左辺 右辺 連結で 係数比較

P7160046.JPG
47

偏角の 範囲内 にある kを 調べて

P7160047.JPG
48

 分かりやすい方で 行ってみると

P7160048.JPG
49

全体的な イメージは こんなで

P7160049.JPG
50

それぞれの 三角関数の 値を 計算すると

P7160050.JPG
51

加法定理は バンバン 使うでしょ

P7160051.JPG
52

余角の公式も 使うよね


またしても 加法定理

P7160052.JPG
53

補角

負角

加法定理

P7160053.JPG
54

あと半分か

P7160054.JPG
55

補角 加法定理

P7160055.JPG
56

補角 負角

P7160056.JPG
57

もう一回 補角

負角

P7160057.JPG
58

さっきの 答えを 使って

P7160058.JPG
59

計算問題は

時間が 掛からないように

うまく 工夫できればいいけど

そうでない場やいは

日頃の 計算練習


P7160059.JPG
60

いろいろ 使て

P7160060.JPG
61

まとめると

P7160061.JPG
62

こんな感じで

値を 代入していきますと

P7160062.JPG
63

逐次

P7160063.JPG
64

こんな感じで

P7160064.JPG
65

これで 全部かな

P7160065.JPG
66

問題を 読んでいただいて

P7160066.JPG

67

先ず 普通に Xのn乗=Z を 求める つもりで


P7160067.JPG
68

左辺  右辺


P7160068.JPG
69

係数比較から r1


偏角 Θ1


根のイメージは

こんなで

P7160069.JPG
70

ここから


実部 虚部 加法定理で 展開するでしょ


P7160070.JPG
71

因数分解の 逆を やってるんですが

掛けたら 実部が こうなった



掛けたら 虚部が こうなった

P7160071.JPG
72

そこで

パズルのように 当てはめると

P7160072.JPG
73

こんな感じになって

さらに ド・モアブルの定理を 使うと

(  )k乗 になって

P7160073.JPG
74

ところが (  ) の中身が

ω であるから

こんな感じに なって

P7160074.JPG
証明終わり


お疲れ様です。


( 晴れ部屋へ 家庭菜園と ざっかや

メニュウ ページ リターン    )






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