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Rechner für Wurzeln einer komplexen Zahl

Finde die Wurzeln einer komplexen Zahl und die Einheitswurzeln Schritt für Schritt

Der Rechner findet mithilfe der Formel von de Moivre die $$$n$$$-ten Wurzeln der gegebenen komplexen Zahl und zeigt die Rechenschritte an.

Wenn der Rechner etwas nicht berechnet hat oder Sie einen Fehler festgestellt haben oder einen Vorschlag oder Feedback haben, bitte kontaktieren Sie uns.

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Bestimme $$$\sqrt[4]{81 i}$$$.

Lösung

Die Polarform von $$$81 i$$$ lautet $$$81 \left(\cos{\left(\frac{\pi}{2} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{2} \right)}\right)$$$ (für die Schritte siehe Polarform-Rechner).

Nach der Formel von de Moivre sind alle $$$n$$$-ten Wurzeln der komplexen Zahl $$$r \left(\cos{\left(\theta \right)} + i \sin{\left(\theta \right)}\right)$$$ durch $$$r^{\frac{1}{n}} \left(\cos{\left(\frac{\theta + 2 \pi k}{n} \right)} + i \sin{\left(\frac{\theta + 2 \pi k}{n} \right)}\right)$$$, $$$k=\overline{0..n-1}$$$ gegeben.

Es gilt, dass $$$r = 81$$$, $$$\theta = \frac{\pi}{2}$$$ und $$$n = 4$$$.

  • $$$k = 0$$$: $$$\sqrt[4]{81} \left(\cos{\left(\frac{\frac{\pi}{2} + 2\cdot \pi\cdot 0}{4} \right)} + i \sin{\left(\frac{\frac{\pi}{2} + 2\cdot \pi\cdot 0}{4} \right)}\right) = 3 \left(\cos{\left(\frac{\pi}{8} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{8} \right)}\right) = 3 \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{1}{2}} + 3 i \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{2}}{4}}$$$
  • $$$k = 1$$$: $$$\sqrt[4]{81} \left(\cos{\left(\frac{\frac{\pi}{2} + 2\cdot \pi\cdot 1}{4} \right)} + i \sin{\left(\frac{\frac{\pi}{2} + 2\cdot \pi\cdot 1}{4} \right)}\right) = 3 \left(\cos{\left(\frac{5 \pi}{8} \right)} + i \sin{\left(\frac{5 \pi}{8} \right)}\right) = - 3 \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{2}}{4}} + 3 i \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{1}{2}}$$$
  • $$$k = 2$$$: $$$\sqrt[4]{81} \left(\cos{\left(\frac{\frac{\pi}{2} + 2\cdot \pi\cdot 2}{4} \right)} + i \sin{\left(\frac{\frac{\pi}{2} + 2\cdot \pi\cdot 2}{4} \right)}\right) = 3 \left(\cos{\left(\frac{9 \pi}{8} \right)} + i \sin{\left(\frac{9 \pi}{8} \right)}\right) = - 3 \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{1}{2}} - 3 i \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{2}}{4}}$$$
  • $$$k = 3$$$: $$$\sqrt[4]{81} \left(\cos{\left(\frac{\frac{\pi}{2} + 2\cdot \pi\cdot 3}{4} \right)} + i \sin{\left(\frac{\frac{\pi}{2} + 2\cdot \pi\cdot 3}{4} \right)}\right) = 3 \left(\cos{\left(\frac{13 \pi}{8} \right)} + i \sin{\left(\frac{13 \pi}{8} \right)}\right) = 3 \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{2}}{4}} - 3 i \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{1}{2}}$$$

Antwort

$$$\sqrt[4]{81 i} = 3 \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{1}{2}} + 3 i \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{2}}{4}}\approx 2.77163859753386 + 1.148050297095269 i$$$A

$$$\sqrt[4]{81 i} = - 3 \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{2}}{4}} + 3 i \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{1}{2}}\approx -1.148050297095269 + 2.77163859753386 i$$$A

$$$\sqrt[4]{81 i} = - 3 \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{1}{2}} - 3 i \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{2}}{4}}\approx -2.77163859753386 - 1.148050297095269 i$$$A

$$$\sqrt[4]{81 i} = 3 \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{2}}{4}} - 3 i \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{4} + \frac{1}{2}}\approx 1.148050297095269 - 2.77163859753386 i$$$A