Возведение комплексного числа в степень (где — целое или рациональное число) можно выполнить тремя основными способами, в зависимости от формы записи числа и требуемой точности. 1. Алгебраическая форма (Формула бинома Ньютона) Этот метод удобен для небольших целых степеней (например, или ). Комплексное число рассматривается как двучлен, который возводится в степень по правилам алгебры с учетом того, что . Формула: Пример для квадрата ( ): 2. Тригонометрическая форма (Формула Муавра) Это наиболее универсальный и популярный метод для возведения в высокие степени. Сначала число переводится в тригонометрическую форму: Где:
- — модуль числа. — аргумент числа (угол), определяемый из системы:
.
Формула Муавра: Преимущество: Вместо многократного умножения скобок достаточно возвести модуль в степень и умножить угол на . 3. Показательная (экспоненциальная) форма Этот метод основан на формуле Эйлера и является самым компактным. Любое комплексное число можно представить как: Алгоритм возведения в степень: Этот способ практически идентичен формуле Муавра, но запись в виде экспоненты упрощает вычисления, особенно если в задаче требуется дальнейшее умножение или деление комплексных чисел. Сравнение методов
| Метод | Когда использовать | Плюсы | Минусы |
|---|---|---|---|
| Алгебраический | Не нужно искать углы и модули | Громоздко при | |
| Тригонометрический | или дробное | Легко считать большие степени | Нужно вычислять |
| Показательный | Теоретические выкладки | Самая краткая запись | Требует навыка работы с |
Извлечение корня ( как дробь) Если степень является дробной ( ), то есть требуется извлечь корень, используется расширенная формула Муавра, дающая различных значений: где . Я могу разобрать конкретный пример с числами или составить таблицу значений степеней мнимой единицы . Что из этого будет полезнее?