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数学 大学生・専門学校生・社会人

複素数の問題です。 全て解いてほしいです。 特に問題4の解説をよろしくお願いします。

問 ■複素平面と極形式 題 複素数zは:=Rez+ i Imz と書くことができ、実部 Re z をx座標、虚部 Im:をy座標に見立てることで、 ガ ウ こを2次元平面上の1点として捉えることができる。この平面を複素(数)平面ないしGauss 平面と呼ぶ。 一方、ある複素数zを、二つの実数r,e(ただしr>0に制限す る)を用いて Im ミ=ree という形で表わしたものを:の極形式表示と呼ぶ。e の逆数は -1 Im:=rin 1 で定義する。 er Imz 問[]()r= |, tan @ = が成り立つことをそれぞれ示せ。 Rez (i) 逆数の定義に基づいて (e")= e-t0 であることを示せ。 Re Rez=r このようにこの絶対値であるrは複素平面における原点(0+ 0i) から、までの距離を表わし、0は原点とこを結ぶ線分が実軸となす 角を表わす。はarg z とも書き、偏角 (argument)(物理や工学で はしばしば位相(phase))と呼ぶ。原点の周りを一周しても同じ点 に戻ってくることから、0には 2x ラジアン= 360度の整数倍の不 定性がある。また、0+0iの偏角は定義されない。 図1 複素平面。 偏角と加法定理 絶対値が1の二つの複素数 Im 21= COs # +isin @, 2= cos #,+i sin @。 を考える。ここで0,,02 は実数とする。 問 [2]() 積22 を計算し、三角関数の加法定理とオイラーの公 式を用いて極形式表示に直せ。また、同様にして商z/zz = zi の極形式表示も求めよ。(i) 21,22の複素平面における表示を図2 とする。このとき、積」みと商z/を複素平面に図示せよ。 0.5 Re -10 -0.5 0.5 21= e,22= e であったから、小間 (i) のとくに積の方の結 果から、次の基本的な指数法則が成り立つことが理解できる: 基本的な指数法則 -0.5 実数,に対してelh el = e(h+h)が成り立つ。 図2 と2の複素平面における表示。 また、小間(i) の結果から、22= e' hを掛けることで」から偏 角がだけ反時計回り方向に回り(角度が+)、2で割ることで 2」から偏角はだけ時計回り方向に回る(-)ことが納得できる。

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(2)がわからないです。 やってるのですがここの単元はほんっとに基礎からわかりません、 暇な方、時間がある方詳しく回答お願いします。

N--ト OOO00 重要例題 70 ガウス記号とグラフ [a]は実数aを超えない最大の整数を表すものとする。 (1) [2.3], [1], [ーV2]の値を求めよ。 (2) 関数 y=[2x] (-1Sx<1)のグラフをかけ。 (3) 関数 y=x-[x] (-1<x<2)のグラフをかけ。 あ nSxくn+1ならば [x]=n が成り立つ。これを場合分けに利用する。 (2) -1SxS1より -2<2x<2であるから, 幅1の範囲で区切り, -2<2x<-1, -1<2x<0, 0<2x<1, 1<2x<2, 2x=2 で場合分け。 (3) -1S×S2から, -1<x<0, 0<x<1, 1<x<2, x=2 で場合分け。 (9 指針 実数xに対して, nを整数として 遊の大 [2.3]=2 [1]=1 (1) 2<2.3<3であるから 1S1<2 であるから -2<-/2<-1であるから (2) -1Sx<1から 16天2 12.3 t - +T 解答 る -2-1 0 1 2 3 * -2<2x<2 [10-1.e.1-] (8) -2<2x<-1すなわち -1<x<- 1 のとき y=-2 → (2) 1- こY4直送 2- --sx<0のとき 032x<1すなわち0Sxく のとき -1S2x<0すなわち ソ=ー1 2 100 1O 1 X 152x<2すなわち - ハ×<1 のとき 1 ソ=1 -1 2 すなわちx=1 よって,グラフは右の図 のようになる。 (3) -1Sx<0のとき [x]3D-1から 0Sx<1のとき [x]30 から 1Sx<2のとき [x]3D1から [x]=2 から よって,グラフは右の図 のようになる。 2x=2 のとき ソ=2 -2 ソ=x+1 3 ソ=x 1 ソ=x-1 x=2のとき ソ=2-2=0 -1 0 1 2 x ガウス記号と実数の整数部分 実数xが整数nと0冬か<1を満たす実数pを用いてx

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