極形式で積・商を計算する(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 極形式で積・商を計算する(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$\alpha=-1+\sqrt{3}i$,$\beta=\sqrt{3}+i$ について,次の問いに答えよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\alpha$,$\beta$ を極形式で表せ(偏角は $0$ 以上 $2\pi$ 未満).
\item[(2)] $\alpha\beta$,$\dfrac{\alpha}{\beta}$ を極形式を利用して求め,$a+bi$ の形で表せ.
\end{enumerate}
(1) $|\alpha|=\sqrt{(-1)^2+(\sqrt{3})^2}=2$ で,偏角を $\theta$ とすると $\cos\theta=-\dfrac{1}{2}$,$\sin\theta=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ より $\theta=\dfrac{2}{3}\pi$
$|\beta|=\sqrt{(\sqrt{3})^2+1^2}=2$ で,偏角を $\varphi$ とすると $\cos\varphi=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,$\sin\varphi=\dfrac{1}{2}$ より $\varphi=\dfrac{\pi}{6}$
よって $\alpha=2\left(\cos\dfrac{2}{3}\pi+i\sin\dfrac{2}{3}\pi\right)$,$\beta=2\left(\cos\dfrac{\pi}{6}+i\sin\dfrac{\pi}{6}\right)$
(2)
\[ \alpha\beta=4\left(\cos\frac{5}{6}\pi+i\sin\frac{5}{6}\pi\right)=-2\sqrt{3}+2i \]
\[ \frac{\alpha}{\beta}=1\cdot\left(\cos\frac{\pi}{2}+i\sin\frac{\pi}{2}\right)=i \]
(直接計算しても $\alpha\beta=-\sqrt{3}-i+3i-\sqrt{3}=-2\sqrt{3}+2i$ となり一致する.)
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