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複素数

複素数ω=cos(2π/7)+sin(2π/7)にたいして、α=ω+ω^6, β=ω^2+ω^5, γ=ω^3+ω^4 とおく。 α+β+γ,αβ+βγ+γα,αβγの値を求めよ。 という問題なのですがどうしたらいいかわかりません。解説お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

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  • spring135
  • ベストアンサー率44% (1487/3332)
回答No.4

ω=cos(2π/7)+isin(2π/7)=e^(i2π/7) ω^7=e^(i2π)=1 (1) 1+ω+ω^2+...+ω^6=(1-ω^7)/(1-w)=0 (2) ω+ω^2+...+ω^6=-1 (3) α+β+γ=ω+ω^6+ω^2+ω^5+ω^3+ω^4=-1 αβ+βγ+γα=(ω+ω^6)(ω^2+ω^5)+(ω^2+ω^5)(ω^3+ω^4)+(ω^3+ω^4)(ω+ω^6) =ω^3(1+ω^5)(1+ω^3)+ω^5(1+ω^3)(1+ω)+ω^4(1+ω)(1+ω^5) =ω^3(1+ω+2ω^2+2ω^3+2ω^5+2ω^6+ω^7+ω^8) =ω^3(ω^2+ω^3+ω^5+ω^6+ω^7+ω^8-ω^4) ((2)を使用) =ω^3(1+ω+ω^2+ω^3+ω^5+ω^6-ω^4) ((1)を使用) =ω^3(-2ω^4)=-2ω^7=-2 ((1)を使用) αβγ=(ω+ω^6)(ω^2+ω^5)(ω^3+ω^4)=ω^6(1+ω^5)(1+ω^3)(1+ω) =ω^6(1+ω+ω^3+ω^4+ω^5+ω^6+ω^8+ω^9) =ω^6(1+ω+ω^3+ω^4+ω^5+ω^6+ω^8+ω^9) =ω^6(-ω^2+ω+ω^2)=ω^7=1 ((1)(2)を使用)

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その他の回答 (4)

  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.5

#4 の途中から ・(x^7-1)/(x-1) = x^6 + x^5 + x^4 + x^3 + x^2 + x + 1 = 0 が相反方程式である ・ω, ω^2, ω^3 がすべて上の方程式の解である ・α≠β≠γ≠α に気づくと解と係数の関係が使える.

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  • trytobe
  • ベストアンサー率36% (3457/9591)
回答No.3

これは、先に α+β+γ や αβ+βγ+γα を ω の関数として計算しておいて、そこから αβγ を求めたほうが楽なのかな、と思いますが。 α+β+γ = ω+ω^6 + ω^2+ω^5 + ω^3+ω^4 = cos(2π/7)+isin(2π/7)+cos(12π/7)+isin(12π/7) + cos(4π/7)+isin(4π/7)+cos(10π/7)+isin(10π/7) + cos(6π/7)+isin(6π/7)+cos(8π/7)+isin(8π/7) = cos(2π/7)+isin(2π/7)+cos(2π/7)-isin(2π/7) + cos(4π/7)+isin(4π/7)+cos(4π/7)-isin(4π/7) + cos(6π/7)+isin(6π/7)+cos(6π/7)-isin(6π/7) = 2cos(2π/7) + 2cos(4π/7) + 2cos(6π/7) = 2{cos(2π/7) + cos(4π/7) + cos(6π/7)} で、=2×(-1) になるはずで、α+β+γ = -2 ※まともに三角関数ではなく単位円で計算を省いていますが αβ+βγ+γα = ω^3+ω^8+ω^6+ω^11 + ω^5+ω^6+ω^8+ω^9 + ω^4+ω^5+ω^9+ω^10 = cos(6π/7)+cos(16π/7)+cos(12π/7)+cos(22π/7) + cos(10π/7)+cos(12π/7)+cos(16π/7)+cos(18π/7) + cos(8π/7)+cos(10π/7)+cos(18π/7)+cos(20π/7) + sin(6π/7)+sin(16π/7)+sin(12π/7)+sin(22π/7) + sin(10π/7)+sin(12π/7)+sin(16π/7)+sin(18π/7) + sin(8π/7)+sin(10π/7)+sin(18π/7)+sin(20π/7) = cos(6π/7)+cos(2π/7)+cos(2π/7)+cos(6π/7) + cos(10π/7)+cos(12π/7)+cos(12π/7)+cos(10π/7) + cos(8π/7)+cos(10π/7)+cos(10π/7)+cos(8π/7) + sin(6π/7)+sin(2π/7)-sin(2π/7)-sin(6π/7) + sin(10π/7)+sin(12π/7)-sin(12π/7)-sin(10π/7) + sin(8π/7)+sin(10π/7)-sin(10π/7)-sin(8π/7) = 2cos(6π/7)+2cos(2π/7) + 2cos(10π/7)+2cos(12π/7) + 2cos(8π/7)+2cos(10π/7) = 2cos(6π/7)+2cos(2π/7) + 2cos(4π/7)+2cos(2π/7) + 2cos(6π/7)+2cos(4π/7) = 4cos(2π/7) + 4cos(4π/7) + 4cos(6π/7) = 2(α+β+γ) = 2×(-2) になるはずで、αβ+βγ+γα = -4 ※まともに三角関数ではなく単位円で計算を省いていますが αβγ = ω^6+ω^7+ω^9+ω^10+ω^11+ω^12+ω^14+ω^15 = cos(12π/7)+cos(14π/7)+cos(18π/7)+cos(20π/7)+cos(22π/7)+cos(24π/7)+cos(28π/7)+cos(30π/7) + sin(12π/7)+sin(14π/7)+sin(18π/7)+sin(20π/7)+sin(22π/7)+sin(24π/7)+sin(28π/7)+sin(30π/7) = cos(2π/7)+cos(2π)+cos(4π/7)+cos(6π/7)+cos(6π/7)+cos(4π/7)+cos(4π)+cos(2π/7) + sin(2π/7)+sin(2π)+sin(4π/7)+sin(6π/7)-sin(6π/7)-sin(4π/7)+sin(4π)+sin(2π/7) = 2{cos(2π/7)+cos(4π/7)+cos(6π/7)}+2 + 2sin(2π/7) なんだか、あまり美しくないですが・・・。

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  • yyssaa
  • ベストアンサー率50% (747/1465)
回答No.2

>iを虚数単位として ω=cos(2π/7)+sin(2π/7)は=cos(2π/7)+isin(2π/7)でしょう。 であれば、2π/7=θとしてオイラーの公式によりω=e^(iθ) として計算すればよい。 α=ω+ω^6=e^(iθ)+e^(i6θ) =cos(2π/7)+isin(2π/7)+cos(12π/7)+isin(12π/7) =cos(2π/7)+isin(2π/7)+cos(2π-2π/7)+isin(2π-2π/7) =cos(2π/7)+isin(2π/7)+cos(2π/7)-isin(2π/7) =2cos(2π/7) β=ω^2+ω^5=e^(i2θ)+e^(i5θ) =cos(4π/7)+isin(4π/7)+cos(10π/7)+isin(10π/7) =cos(4π/7)+isin(4π/7)+cos(2π-4π/7)+isin(2π-4π/7) =cos(4π/7)+isin(4π/7)+cos(4π/7)-isin(4π/7) =2cos(4π/7)=2cos(2π/7+2π/7)=2{cos^2(2π/7)-sin^2(2π/7)} =2{2cos^2(2π/7)-1}=4cos^2(2π/7)-2 γ=ω^3+ω^4=e^(i3θ)+e^(i4θ) =cos(6π/7)+isin(6π/7)+cos(8π/7)+isin(8π/7) =cos(6π/7)+isin(6π/7)+cos(2π-6π/7)+isin(2π-6π/7) =cos(6π/7)+isin(6π/7)+cos(6π/7)-isin(6π/7) =2cos(6π/7)=2cos(2π/7+4π/7)=2{cos(2π/7)cos(4π/7)-sin(2π/7)sin(4π/7)} =4cos^3(2π/7)-2cos(2π/7)-2sin(2π/7)sin(4π/7)}=(*) ここでsin(4π/7)=sin(2π/7+2π/7)=2sin(2π/7)cos(2π/7)だから sin(2π/7)sin(4π/7)=2sin^2(2π/7)cos(2π/7)=2cos(2π/7){1-cos^2(2π/7)} =2cos(2π/7)-2cos^3(2π/7) (*)=8cos^3(2π/7)-6cos(2π/7) α+β+γ=2cos(2π/7)+4cos^2(2π/7)-2+8cos^3(2π/7)-6cos(2π/7) =2{4cos^3(2π/7)+2cos^2(2π/7)-2cos(2π/7)-1}・・・答 αβ={e^(iθ)+e^(i6θ)}*{e^(i2θ)+e^(i5θ)} =e^(i3θ)+e^(i6θ)+e^(i8θ)+e^(i11θ) =cos(6π/7)+isin(6π/7)+cos(12π/7)+isin(12π/7) +cos(16π/7)+isin(16π/7)+cos(22π/7)+isin(22π/7) 後は同様にご自分でどうぞ!

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  • spring135
  • ベストアンサー率44% (1487/3332)
回答No.1

ω=cos(2π/7)+sin(2π/7) は複素数ではない。

eievie
質問者

補足

すみません。sinの前にiを忘れました

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