1の立方根は何ですか?


ベストアンサー

これに幾何学的にアプローチできます。 3つの解決策があります。それらは次のとおりです。1= 1 / \_0°。極形式では1 / \_120°、および1 / \_240°。複素数の定義域を考慮する必要があります。 (現時点では図を提供できないため、お詫び申し上げます)。この答えを読みながらペンと紙を使うと非常に便利です。

注:「/ \_」は「角度」を表します。角度は、正の実軸(正のx軸)に対して反時計回りに測定されます。また、0°は360°、720°などと同じです。任意の角度θはθ+ 360°と同じです。

幾何学的に、複素平面上の1を1 + 0i(1,0)として表す場合。これは、極形式では1 / \_0°または1 / \_360°に相当します。原点が0,0の単位円を描くことができます。 360°(または2πラジアン)の単位円を3つの等しい部分に分割すると、3つの必要な根が得られます。

1 / \_0°または/ \_360°の最初の根。 [(1,0)から反時計回りに3回転(360°)すると(3回または立方体で乗算)、同じポイントに到達します:1 / \_0°。また、注意:3回「回転なし」(0°)を行った場合。私も同じポイントに到着します!]

他の2つのルートの場合:

  1. 1 / \_0°から開始し、1/3(3分の1または120°)反時計回り(1に1 / \_120°を掛けたもの)の回転で、2番目のルートである1 / \_120°に到達します。そこからさらに1/3回転すると、1 / \_360°、つまり1 / \_0°に戻ります。 (つまり、1/3または120°の回転を3回行うか、キューブを実行しました)。したがって、1 / \_120°の立方体も1です。
  2. 1 / \_0°から始めて、2/3(240°)回転すると、1 / \_240°に到達します。 3番目のルート、もう1回2/3回転すると、1 / \_480°、つまり1 / \_120°に到達し、さらに2/3回転すると、1 / \_720°、つまり1 /に戻ります。 \_0°。だから私は3つの2/3または240°回転をしたか、キューブを実行しました)。したがって、1 / \_240°の立方体も1です。

根は1 / \_0°、1 / \_(0 + 120)°、1 / \_(0 + 120 + 120)です。 )°。単位円上で120°で均等に区切られます。

値を長方形に変換すると、他の人が答えたものと同じであることがわかります。

一般に、 n番目のルートでは、単位円をn個の等しい部分、または360 / n°の等間隔の角度に分割し、ルートは円の外側の境界にあります。したがって、360/5 = 72°なので、1の5乗根は、1 / \_0°、1 / \_ 72°、1 / \_144°、1 / \_216°、1 / \_288°です。

答え

z ^ 3 = 1

のようなzを重要なステップとします。両側の立方根をとらないでください。そうしないと、2つの根を見逃してしまいます。むしろ、方程式を次のように書き直してください。

z ^ 3–1 = 0

係数の左側

(z-1)(z ^ 2 + z + 1) = 0

z-1 = 0、z = 1

z ^ 2 + z + 1 = 0には2つの複素根があります:

z = -0.5 + i * 0.5sqrt(3)、z = -0.5-i * 0.5sqrt(3)

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