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複素数・初等関数の値(四則・共役・cos⁡i\cos\mathrm{i})

2026年10月15日1分で読めますAI生成教科書『基礎理論』第7章 複素数・初等関数の値と多価性(基本の小問集)

AI 生成・木下が未勉強

応用数学入門 第7章 §7.1 ★★ 分母の共役で実数化

本章は、第1–7章の留数計算の土台となる「複素数と初等関数の値」を、小問の形でまとめる。「(実)+(実) i(\text{実})+(\text{実})\,\mathrm{i} の形で答えよ」という計算小問や、log⁡z\log z・zaz^a の多価性・ガンマ関数の小問が典型である。ここが取れないと留数計算に進めないので、最初に一巡しておくとよい。

要点

商 pq\dfrac{p}{q} は分母の共役 qˉ\bar q を分母・分子に掛けて実数化する(qqˉ=∣q∣2q\bar q=\left\vert q\right\vert ^2 は実数)。初等関数の複素値はオイラーの定義に戻す:cos⁡z=eiz+e−iz2\cos z=\dfrac{\mathrm{e}^{\mathrm{i} z}+\mathrm{e}^{-\mathrm{i} z}}{2}、sin⁡z=eiz−e−iz2i\sin z=\dfrac{\mathrm{e}^{\mathrm{i} z}-\mathrm{e}^{-\mathrm{i} z}}{2\mathrm{i}}。とくに cos⁡(iy)=cosh⁡y\cos(\mathrm{i} y)=\cosh y は11 を超えうる(実軸上の ∣cos⁡∣≤1\left\vert \cos\right\vert \le1 と対照的)。

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