複素数のn乗2
当HPがいつもお世話になっているHN「よおすけ」さんからの出題です。
(平成24年9月8日付け)
複素数 z=cos(4/3)π+i・sin(4/3)πにおいて、zn=z をみたす自然数n(1≦n≦8)をすべ
て求めよ。
(答) GAI さんより解答を頂きました。(平成24年9月10日付け)
zn=z ⇔ zn-1=1 から、
cos(4(n-1)π/3)+i・sin(4(n-1)π/3)=1=cos(2kπ)+i・sin(2kπ) (k:整数)
よって、 4(n-1)π/3=2kπ から、 1≦n=3k/2+1≦8
これを満たすnは、 k=0 のとき、 1
k=2 のとき、 4
k=4 のとき、 7
以上から、n=1、4、7
よおすけさんからのコメントです。(平成24年9月10日付け)
GAIさん、ありがとうございます。自分の場合は…
z=cos(4/3)π+i・sin(4/3)πなので、
z2=cos(8/3)π+i・sin(8/3)π=cos(2/3)π+i・sin(2/3)π
z3=cos(4π)+i・sin(4π)=1
z4=cos(16/3)π+i・sin(16/3)π=cos(4/3)π+i・sin(4/3)π
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と、zは、3回掛けるごとに同じ値が繰り返される。これを、nが1〜8までを全て調べると、
z1=z4=z7=z 、z2=z5=z8≠z 、z3=z6=1≠z
となるので、zn=z が成り立つnの値は、1、4、7