偏角の範囲に注意して極形式で表す(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 偏角の範囲に注意して極形式で表す(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
次の複素数を極形式で表せ.ただし,偏角 $\theta$ は $0\leqq\theta<2\pi$ とする.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\cos\dfrac{\pi}{5}-i\sin\dfrac{\pi}{5}$
\item[(2)] $-2\left(\cos\dfrac{\pi}{6}+i\sin\dfrac{\pi}{6}\right)$
\item[(3)] $\sin\dfrac{\pi}{8}+i\cos\dfrac{\pi}{8}$
\end{enumerate}
極形式 $r(\cos\theta+i\sin\theta)$ では $r>0$ で,$\cos$ と $\sin$ の角が同じでなければならない.
(1) $\cos\left(-\dfrac{\pi}{5}\right)=\cos\dfrac{\pi}{5}$,$\sin\left(-\dfrac{\pi}{5}\right)=-\sin\dfrac{\pi}{5}$ より,与式 $=\cos\left(-\dfrac{\pi}{5}\right)+i\sin\left(-\dfrac{\pi}{5}\right)$.$-\dfrac{\pi}{5}+2\pi=\dfrac{9}{5}\pi$ であるから,偏角を $0\leqq\theta<2\pi$ の範囲で表すと
\[ \cos\frac{9}{5}\pi+i\sin\frac{9}{5}\pi \]
(2) $-\cos\dfrac{\pi}{6}=\cos\left(\dfrac{\pi}{6}+\pi\right)$,$-\sin\dfrac{\pi}{6}=\sin\left(\dfrac{\pi}{6}+\pi\right)$ より
\[ 2\left(\cos\frac{7}{6}\pi+i\sin\frac{7}{6}\pi\right) \]
(3) $\sin\dfrac{\pi}{8}=\cos\left(\dfrac{\pi}{2}-\dfrac{\pi}{8}\right)$,$\cos\dfrac{\pi}{8}=\sin\left(\dfrac{\pi}{2}-\dfrac{\pi}{8}\right)$ より
\[ \cos\frac{3}{8}\pi+i\sin\frac{3}{8}\pi \]
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