ド・モアブルの定理で累乗を計算する(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: ド・モアブルの定理で累乗を計算する(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
ド・モアブルの定理を用いて,次の式を計算せよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\left(\dfrac{1+i}{\sqrt{2}}\right)^{10}$
\item[(2)] $(-1+i)^5$
\item[(3)] $\left(\dfrac{\sqrt{3}-i}{2}\right)^{-4}$
\end{enumerate}
(1) $\dfrac{1+i}{\sqrt{2}}=\cos\dfrac{\pi}{4}+i\sin\dfrac{\pi}{4}$ であるから
\[ \left(\frac{1+i}{\sqrt{2}}\right)^{10}=\cos\frac{5}{2}\pi+i\sin\frac{5}{2}\pi=i \]
(2) $-1+i=\sqrt{2}\left(\cos\dfrac{3}{4}\pi+i\sin\dfrac{3}{4}\pi\right)$ であるから
\[ (-1+i)^5=(\sqrt{2})^5\left(\cos\frac{15}{4}\pi+i\sin\frac{15}{4}\pi\right)=4\sqrt{2}\left(\frac{\sqrt{2}}{2}-\frac{\sqrt{2}}{2}i\right)=4-4i \]
(3) $\dfrac{\sqrt{3}-i}{2}=\cos\left(-\dfrac{\pi}{6}\right)+i\sin\left(-\dfrac{\pi}{6}\right)$ であるから
\[ \left(\frac{\sqrt{3}-i}{2}\right)^{-4}=\cos\frac{2}{3}\pi+i\sin\frac{2}{3}\pi=-\frac{1}{2}+\frac{\sqrt{3}}{2}i \]
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