Вопрос задан 30.06.2025 в 23:45. Предмет Математика. Спрашивает Плющ Данил.

(1-i)^4, где i - мнимая единица

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Дёмкина Светлана.

Для вычисления выражения (1−i)4(1 - i)^4, где ii — мнимая единица, воспользуемся формулой для возведения комплексных чисел в степень.

  1. Приведём выражение к удобному виду:

    Запишем число 1−i1 - i в полярной форме. Для этого нам нужно найти его модуль и аргумент.

    Модуль числа 1−i1 - i вычисляется как:

    ∣1−i∣=12+(−1)2=1+1=2|1 - i| = \sqrt{1^2 + (-1)^2} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2}

    Аргумент числа 1−i1 - i можно найти с помощью тангенса угла:

    arg⁡(1−i)=tan⁡−1(−11)=tan⁡−1(−1)\arg(1 - i) = \tan^{-1}\left(\frac{-1}{1}\right) = \tan^{-1}(-1)

    Угол, который соответствует tan⁡−1(−1)\tan^{-1}(-1), равен −π4-\frac{\pi}{4}.

    Таким образом, 1−i1 - i в полярной форме будет:

    1−i=2(cos⁡(−π4)+isin⁡(−π4))1 - i = \sqrt{2} \left( \cos\left( -\frac{\pi}{4} \right) + i \sin\left( -\frac{\pi}{4} \right) \right)
  2. Возведем в степень 4:

    Используем формулу для возведения комплексного числа в степень в полярной форме:

    (r⋅(cos⁡θ+isin⁡θ))n=rn⋅(cos⁡(nθ)+isin⁡(nθ))(r \cdot (\cos \theta + i \sin \theta))^n = r^n \cdot (\cos(n\theta) + i \sin(n\theta))

    Подставим r=2r = \sqrt{2}, θ=−π4\theta = -\frac{\pi}{4} и n=4n = 4:

    (1−i)4=(2)4(cos⁡(4⋅(−π4))+isin⁡(4⋅(−π4)))(1 - i)^4 = (\sqrt{2})^4 \left( \cos\left( 4 \cdot \left(-\frac{\pi}{4}\right) \right) + i \sin\left( 4 \cdot \left(-\frac{\pi}{4}\right) \right) \right) (2)4=4(\sqrt{2})^4 = 4

    Угол: 4⋅(−π4)=−π4 \cdot \left( -\frac{\pi}{4} \right) = -\pi. Подставляем это в выражение:

    (1−i)4=4(cos⁡(−π)+isin⁡(−π))(1 - i)^4 = 4 \left( \cos(-\pi) + i \sin(-\pi) \right)
  3. Вычислим косинус и синус:

    cos⁡(−π)=−1,sin⁡(−π)=0\cos(-\pi) = -1, \quad \sin(-\pi) = 0

    Таким образом:

    (1−i)4=4(−1+0i)=−4(1 - i)^4 = 4 \left( -1 + 0i \right) = -4

Ответ: (1−i)4=−4(1 - i)^4 = -4.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос