허수단위 i#
제곱하여
허수단위
또한
이므로, 방정식
의 해는 다음과 같다.
복소수#
복소수는 두 실수
여기서
: 실수부분 : 허수부분의 계수 : 허수항
이다.
복소수
복소수는 허수부분의 계수에 따라 구분할 수 있다.
이면 실수이다. 이면 실수가 아닌 복소수이며, 이를 허수라고 한다. , 이면 순허수라고 한다.
두 복소수가 같은 조건#
두 복소수
에서
또한 복소수
예제 1#
등식
를 만족시키는 두 실수
풀이
양변의 실수부분을 비교하면
이다.
허수부분의 계수를 비교하면
이다.
따라서 연립방정식은
이다.
두 식을 더하면
이므로
이다.
이를
이므로
이다.
따라서
이다.
답
켤레복소수#
복소수에서 허수부분의 부호를 바꾼 복소수를 켤레복소수라고 한다.
복소수
의 켤레복소수는 다음과 같다.
예시#
①
②
③
실수의 켤레복소수는 자기 자신과 같다.
복소수의 덧셈, 뺄셈, 곱셈#
두 복소수
에서
1. 덧셈#
2. 뺄셈#
3. 곱셈#
분배법칙을 이용하여 전개한 뒤,
4. 켤레복소수의 덧셈#
켤레복소수끼리 더하면 허수부분이 소거되어 실수가 된다.
5. 켤레복소수의 곱셈#
따라서 복소수와 그 켤레복소수의 곱은 항상 0 이상의 실수이다.
예제 1#
두 복소수
일 때, 다음 식의 값을 구하시오. 단,
풀이
공통부분을 묶어 정리하면
이다.
켤레복소수의 성질에 의해
이므로
이다.
이때
이고,
이다.
따라서
이다.
답
복소수의 나눗셈#
복소수의 나눗셈은 분모와 분자에 분모의 켤레복소수를 곱하여 분모를 실수로 만든 뒤 계산한다.
이를 분모의 실수화라고 한다.
분모가 0이 아닌 복소수의 나눗셈은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
분모를 계산하면
이다.
따라서
이다.
단,
이다.
예제 1#
다음 복소수의 나눗셈을 계산하시오.
풀이
분모의 켤레복소수는
이다.
따라서 분모와 분자에
이다.
실수부분과 허수부분으로 나누어 나타내면
이다.
답
허수단위 i의 순환성#
허수단위
1. 허수단위의 거듭제곱#
따라서
이 순서로 반복된다.
정수
이고,
이다.
따라서
이다.
2. 연속된 네 거듭제곱의 합#
정수
풀이
공통인수
이다.
예제 1#
복소수
에 대하여 다음 식의 값을 구하시오. 단,
풀이
먼저
따라서
이다.
이다.
즉,
따라서
에서 처음 여덟 항을 네 항씩 묶으면 각각 0이 된다.
답
음수의 제곱근#
양수
1. 음수의 제곱근 표현#
이다.
예를 들어
이고,
이다.
2. 음수의 두 제곱근#
의 해는 다음과 같다.
실제로
이고,
이므로
는 모두