複素関数の問題
複素数 に対して、対数関数の主値を
で定める。ここで は正の実数の自然対数である。 の値を求めよ。
この問題で使うもの
- 複素数の指数関数・対数関数と分枝(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(57 技能)
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一覧で見る(前提が先)
- 分数のたし算・ひき算
- 小数の四則計算
- 正負の数の加法・減法
- 分数のかけ算・わり算
- 四則の混じった計算の順序
- 正負の数の乗除・累乗と四則混合
- 分配法則を使った計算のくふう
- 文字式の計算(同類項・分配法則)
- 乗法公式による展開
- 因数分解
- 3 次式までの展開と因数分解
- 微分係数と導関数の定義
- 多項式の微分
- 小数と分数のまじった計算
- 逆算(□ を求める)
- 1 次方程式の解き方
- 比例・反比例の式とグラフ
- 約数の見つけ方
- 素因数分解と約数の個数
- 平方根の意味と根号の簡単化
- 関数 の式と変域
- 平方完成と 2 次関数のグラフ
- 2 次不等式
- 剰余の定理・因数定理と高次方程式
- 増減表と極値
- 等間隔にならんだ数の和
- 等差・等比数列の和と Σ
- 数列の極限
- 関数の極限
- 関数の連続性と中間値の定理
- 平均値の定理
- 積と商の微分
- 第 2 次導関数とグラフの凹凸
- 合成関数の微分
- 円の周の長さと面積
- おうぎ形の弧の長さと面積
- 弧の長さからおうぎ形の中心角と面積を求める
- 三角形・四角形の面積
- 三平方の定理
- 特別な直角三角形の辺の比
- 弧度法と単位円による三角関数
- の極限
- 加法定理と 2 倍角・半角・積和の公式
- 三角関数の導関数
- 根号の乗除と加減
- 指数の拡張と指数関数
- 対数の定義と性質
- 自然対数の底
- 指数関数・対数関数の導関数
- 増減・凹凸・漸近線とグラフ
- テイラー展開
- 無限等比級数と無限級数
- べき級数と収束半径
- 複素数と 2 次方程式の虚数解
- オイラーの公式
- 極形式と積・商
- 複素数の指数関数・対数関数と分枝
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
複素数の対数関数の主値 を使います。 を極形式で表すことから始めましょう。
ヒント 2
を計算し、, をみたす を の範囲で探します。
ヒント 3
で、, です。この は第 2 象限の角です。
答えと解説
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解説を読む
対数の主値は、 の絶対値 と、 の範囲にとった偏角 がわかれば求まる。
手順 1:絶対値を求める。
手順 2:偏角を求める。
なので、偏角 は
をみたす。単位円で考えると、これは第 2 象限の角であり、 の範囲では のみである。よって 。
手順 3:定義に代入する。
(確認)指数関数の定義 を使うと、
となり、もとの数に戻る。
答え:
別解
とおく。 なので 。
偏角は、 が第2象限にあり , を満たす で、 の範囲では 。
確認: となり一致する。
よって 。