18.08.2020
#Математика
42

Возведение комплексного числа в натуральную степень

Ссылка на ГОСТ
Студенческие работы от сервиса №1 в России
Поможем написать диплом, курсовую, реферат и любые другие типы работ. Сделаем качественно или вернём деньги.
Заказать
Содержание статьи
Фирсов В.
Эксперт по техническим предметам

Комплексные числа можно представить в трех различных формах: алгебраической алгебраическая форма , тригонометрической тригонометрическая форма и показательной показательная форма  .

С комплексными числами можно производить различные арифметические операции: сложение и вычитание, умножение, деление, возведение в степень. Если степень не натуральная, то возведение в степень определяется через комплексный логарифм и рассматриваться нами не будет. Здесь мы рассмотрим возведение комплексного числа в натуральную степень. Будем опираться на формулы умножения комплексных чисел в алгебраической, тригонометрической и показательной формах:

Пусть комплексные числа заданы в алгебраической  форме: алгебраическая форма 1 и алгебраическая форма 2. Тогда умножение этих чисел определяется следующим образом:

формула 1,

 то есть как обычное перемножение скобок с учетом того, что перемножение скобок.

Пусть теперь комплексные числа заданы в тригонометрической форме: 

тригонометрическая форма 1

Тогда умножение происходит по формуле:

умножение.

Наконец, если комплексные числа заданы в показательной форме,показательная форма 1 , то их произведение равно:

произведение.

Представим, что нам нужно возвести комплексное число в натуральную степень n . Если степень n большая, а число задано в алгебраической форме, то вычисления будут громоздкие. 

Для тригонометрической и показательной форм возведение в натуральную степень выражается просто: 

натуральная степень .

Докажем  формулу  для тригонометрической формы записи используя метод математической индукции.

1. При формула верна формула верна: база индукции ( база индукции).

2. Пусть формула верна для формула верна 1 , то есть формула 2 . Нужно показать, что она верна при формула верна 2 , то есть сделать индукционный шаг. Имеем:

формула 3

формула 4

формула 5

формула 6 .

Тем самым формула доказана. Приведем несколько примеров. 

Пример 1 Возвести число сотая степень в сотую степень. Ответ записать в алгебраической форме.

Число находится в тригонометрической форме. Применяем соответствующую формулу:

соответствующая формула   соответствующая формула 1 соответствующая формула 3

При вычислении мы использовали, что синус и косинус имеют период период .

Пример 2 Вычислить вычисление , приведя число число к показательному виду. Ответ дать в алгебраической форме.

Приведем число число к показательной форме: показательная форма 2 . Вычисляем:-1

  вычисление 2 .

Мы воспользовались тем что формула 7

Поможем с написанием учебной работы от 24 часов

Узнайте стоимость
консультации!

Узнайте стоимость онлайн за 1 минуту