Lösung 3.3:1d
Aus Online Mathematik Brückenkurs 2
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Version vom 21:02, 22. Aug. 2009
Wir bringen zuerst \displaystyle 1+i\sqrt{3} und \displaystyle \text{1}+i auf Polarform und rechnen weiterhin in Polarform.
Wir erhalten
| \displaystyle \begin{align}
1+i\sqrt{3} &= 2\Bigl(\cos\frac{\pi}{3} + i\sin\frac{\pi}{3}\Bigr)\\[5pt] 1+i &= \sqrt{2}\Bigl(\cos\frac{\pi}{4} + i\sin\frac{\pi}{4}\Bigr) \end{align} |
und also
| \displaystyle \begin{align}
\frac{1+i\sqrt{3}}{1+i} &= \frac{2\Bigl(\cos\dfrac{\pi}{3} + i\sin\dfrac{\pi}{3}\Bigr)}{\sqrt{2}\Bigl(\cos\dfrac{\pi}{4} + i\sin\dfrac{\pi}{4}\Bigr)}\\[5pt] &= \frac{2}{\sqrt{2}}\Bigl(\cos\Bigl(\frac{\pi}{3}-\frac{\pi}{4}\Bigr) + i\sin\Bigl(\frac{\pi}{3}-\frac{\pi}{4}\Bigr)\Bigr)\\[5pt] &= \sqrt{2}\Bigl(\cos\frac{\pi}{12} + i\sin\frac{\pi}{12}\Bigr)\,\textrm{.} \end{align} |
Durch den Moivreschen Satz erhalten wir schließlich
| \displaystyle \begin{align}
\Bigl(\frac{1+i\sqrt{3}}{1+i}\Bigr)^{12} &= \bigl(\sqrt{2}\,\bigr)^{12}\Bigl(\cos\Bigl(12\cdot\frac{\pi}{12}\Bigr) + i\sin\Bigl(12\cdot\frac{\pi}{12}\Bigr)\Bigr)\\[5pt] &= 2^{(1/2)\cdot 12}(\cos\pi + i\sin\pi)\\[5pt] &= 2^6\cdot (-1+i\cdot 0)\\[5pt] &= -64\,\textrm{.} \end{align} |
