解決済み

複素数の極形式について、

r1(cosθ1+isinθ1)=r2(cosθ2+isinθ2)が成り立つ時、

両辺の係数と偏角を比べるのはどうしてですか。

r1≠r2,θ1≠θ2の時にも等式が成り立つことはないのでしょうか。

ベストアンサー

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a,ba,b を実数として、a+bi=0a+bi=0 とすると、a=bia2=b2a=-bi \Rightarrow a^2=-b^2 となって、a=b=0a=b=0 となります。

逆に、a=b=0a=b=0 のとき、a+bi=0a+bi=0 となるので、a+bi=0    a=b=0a+bi=0 \iff a=b=0 が成り立ちます。


ここから、x1+y1i=x2+y2i    (x1x2)+(y1y2)i=0    x1=x2 かつ y1=y2x_1+y_1i=x_2+y_2i \iff (x_1-x_2)+(y_1-y_2)i=0 \iff x_1=x_2 \text{ かつ }y_1=y_2 が得られます。


r1=x12+y12,r2=x22+y22r_1=\sqrt{x_1^2+y_1^2},r_2=\sqrt{x_2^2+y_2^2} なので r1=r2r_1=r_2 ですし、偏角も同様です。

ただし、偏角については 2π2\pi の整数倍の違いは除く必要があります。


つまり、0θ1<2π,0θ2<2π0\leqq\theta_1<2\pi,0\leqq\theta_2<2\pi であれば θ1=θ2\theta_1=\theta_2 となりますが、一般的に偏角といった場合この範囲のものを指すので、大丈夫です。

質問者からのお礼コメント

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完璧に理解できました。

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