極形式に直して累乗の値を求める(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 極形式に直して累乗の値を求める(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
複素数 $z$ が $z+\dfrac{1}{z}=\sqrt{3}$ を満たすとき,次の値を求めよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $z^{12}+\dfrac{1}{z^{12}}$
\item[(2)] $z^{10}+\dfrac{1}{z^{10}}$
\end{enumerate}
$z\neq 0$ であるから,両辺に $z$ を掛けて $z^2-\sqrt{3}z+1=0$.よって
\[ z=\frac{\sqrt{3}\pm i}{2}=\cos\left(\pm\frac{\pi}{6}\right)+i\sin\left(\pm\frac{\pi}{6}\right)\quad(\text{複号同順}) \]
どちらの場合も,ド・モアブルの定理より
\[ z^n+\frac{1}{z^n}=\left(\cos\frac{n\pi}{6}\pm i\sin\frac{n\pi}{6}\right)+\left(\cos\frac{n\pi}{6}\mp i\sin\frac{n\pi}{6}\right)=2\cos\frac{n\pi}{6} \]
(1) $2\cos 2\pi=2$
(2) $2\cos\dfrac{5}{3}\pi=1$
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