zⁿ=α の解と正多角形(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: zⁿ=α の解と正多角形(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
方程式 $z^3=8i$ を解け.また,解を表す点を複素数平面上に図示せよ.
$8i=8\left(\cos\dfrac{\pi}{2}+i\sin\dfrac{\pi}{2}\right)$ である.$z=r(\cos\theta+i\sin\theta)$($r>0$,$0\leqq\theta<2\pi$)とすると
\[ r^3(\cos 3\theta+i\sin 3\theta)=8\left(\cos\frac{\pi}{2}+i\sin\frac{\pi}{2}\right) \]
両辺の絶対値と偏角を比較すると $r^3=8$,$3\theta=\dfrac{\pi}{2}+2k\pi$($k$ は整数)
$r>0$ より $r=2$,$0\leqq\theta<2\pi$ より $\theta=\dfrac{\pi}{6}+\dfrac{2k\pi}{3}$($k=0,1,2$)
$k=0$:$2\left(\cos\dfrac{\pi}{6}+i\sin\dfrac{\pi}{6}\right)=\sqrt{3}+i$
$k=1$:$2\left(\cos\dfrac{5}{6}\pi+i\sin\dfrac{5}{6}\pi\right)=-\sqrt{3}+i$
$k=2$:$2\left(\cos\dfrac{3}{2}\pi+i\sin\dfrac{3}{2}\pi\right)=-2i$
3 点は原点を中心とする半径 $2$ の円に内接する正三角形の頂点であり,図示すると下の図のようになる.
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