例題 次の複素数をEulerの公式を用いて表せ.

\begin{displaymath}\begin{array}{ll}
1. & z = 3 - \sqrt{3}i \\
2. & z = 2i
\end{array}\end{displaymath}

解答 複素数$a+bi$を複素平面上で表したとき,原点からの距離$r$と偏角$\theta$を用いて $x = r\cos{\theta}, y = r\sin{\theta}$と表したものを極形式という.したがって, $x+iy = r(\cos{\theta} + i \sin{\theta})$.

1. $z = 3 - \sqrt{3}i$を極形式で表すと, $r = \sqrt{3^2 + (\sqrt{3})^2} = \sqrt{12} = 2\sqrt{3}$. また, $\theta = \tan^{-1}{\frac{-\sqrt{3}}{3}} = -\frac{\pi}{6}$. よって,

$\displaystyle 2e^{-\frac{\pi}{6}i}. $

2. $z =2i$を極形式で表すと, $r = \sqrt{0 +2^2} = \sqrt{4} = 2$. また, $\theta = \tan^{-1}{\infty} = \frac{\pi}{2}$. よって,

$\displaystyle 2e^{\frac{\pi}{2}i}.$