Math Problem Statement

จงหาค่าของรากที่ 8 ของ i

Solution

การหาค่ารากที่ 8 ของจำนวนเชิงซ้อน ii สามารถทำได้โดยใช้การแปลงเป็นรูปเชิงขั้ว (Polar Form) แล้วใช้สูตรในการหาค่ารากที่ nn ของจำนวนเชิงซ้อน

ขั้นตอนการหาค่ารากที่ 8 ของ ii:

  1. แปลง ii ให้อยู่ในรูปเชิงขั้ว: จำนวน ii ในเชิงขั้วสามารถเขียนได้ว่า: i=cos(π2)+isin(π2)i = \cos\left( \frac{\pi}{2} \right) + i \sin\left( \frac{\pi}{2} \right) ดังนั้นค่าของ ii สามารถเขียนในรูป r(cosθ+isinθ)r (\cos \theta + i \sin \theta) โดยที่ r=1r = 1 และ θ=π2\theta = \frac{\pi}{2}.

  2. ใช้สูตรการหาค่ารากที่ nn ของจำนวนเชิงซ้อน: ค่ารากที่ nn ของจำนวนเชิงซ้อนที่อยู่ในรูป r(cosθ+isinθ)r (\cos \theta + i \sin \theta) คือ: rootn=r1/n(cosθ+2kπn+isinθ+2kπn)\text{root}_n = r^{1/n} \left( \cos \frac{\theta + 2k\pi}{n} + i \sin \frac{\theta + 2k\pi}{n} \right) โดยที่ k=0,1,2,,n1k = 0, 1, 2, \dots, n-1.

  3. ในกรณีนี้ n=8n = 8 และ r=1r = 1, θ=π2\theta = \frac{\pi}{2}, ดังนั้น: root8=11/8(cosπ2+2kπ8+isinπ2+2kπ8)\text{root}_8 = 1^{1/8} \left( \cos \frac{\frac{\pi}{2} + 2k\pi}{8} + i \sin \frac{\frac{\pi}{2} + 2k\pi}{8} \right) โดยที่ k=0,1,2,,7k = 0, 1, 2, \dots, 7.

คำนวณค่ารากที่ 8 ของ ii:

  • สำหรับ k=0k = 0: root8=cosπ28+isinπ28\text{root}_8 = \cos \frac{\frac{\pi}{2}}{8} + i \sin \frac{\frac{\pi}{2}}{8} ซึ่งให้ค่ารากแรก root8=cosπ16+isinπ16\text{root}_8 = \cos \frac{\pi}{16} + i \sin \frac{\pi}{16}

  • สำหรับ k=1k = 1 ถึง k=7k = 7, คำนวณตามสูตรเดียวกัน จะได้รากที่เหลืออีก 7 ตัว

ค่าแต่ละรากที่ 8 จะมีมุมที่ห่างกัน 2π8\frac{2\pi}{8} หรือ π4\frac{\pi}{4}

ดังนั้น ค่าของรากที่ 8 ของ ii จะเป็นค่าที่อยู่ในรูป cosπ16+isinπ16\cos \frac{\pi}{16} + i \sin \frac{\pi}{16} และมีรากอื่น ๆ ตามลำดับ

สรุป:

ค่าของรากที่ 8 ของ ii มีทั้งหมด 8 ค่า โดยจะมีมุมเริ่มต้นที่ π16\frac{\pi}{16} และเพิ่มขึ้นทีละ π4\frac{\pi}{4} สำหรับแต่ละรากที่เหลือ.

ต้องการรายละเอียดเพิ่มเติมหรือคำอธิบายในส่วนใด?

คำถามที่เกี่ยวข้อง:

  1. วิธีแปลงจำนวนเชิงซ้อนเป็นรูปเชิงขั้วคืออะไร?
  2. การคำนวณค่ารากที่ nn ของจำนวนเชิงซ้อนสามารถทำได้อย่างไร?
  3. อธิบายการใช้สูตร De Moivre ในการหาค่ารากที่ nn ของจำนวนเชิงซ้อน?
  4. ทำไมการแปลงจำนวนเชิงซ้อนเป็นรูปเชิงขั้วจึงมีประโยชน์ในการคำนวณ?
  5. ตัวอย่างอื่น ๆ ของการหาค่ารากที่ nn ของจำนวนเชิงซ้อนคืออะไร?

เคล็ดลับ: หากพบจำนวนเชิงซ้อนที่เป็นจำนวนเชิงซ้อนรูปดิ่ง (เช่น ii, i-i), การแปลงเป็นรูปเชิงขั้วจะช่วยให้การคำนวณง่ายขึ้นมาก!

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Complex Numbers
Polar Form
Roots of Complex Numbers

Formulas

Root_n = r^(1/n) (cos((theta + 2kπ)/n) + i sin((theta + 2kπ)/n))

Theorems

De Moivre's Theorem

Suitable Grade Level

Grades 10-12