分母の i はどうやって消すのか?複素数の除法と分母の実数化
のままでは、実部も虚部も読めません。複素数の答えは の形にそろえます。
分母に が残っているかぎり、この形にはならない。分母を実数に変えるところが、割り算の中心になります。
虚部の符号を変えた数をかける
分母が なら、分母と分子の両方に をかける。
に 、 をあてただけ。 が に変わるため、 の項が残りません。
分母の虚部の符号を変えた数を用意する
分母と分子の両方にかける
分母は c と d の 2 乗和という実数になる
と が同時に でなければ 。 で割ることにはなりません。
根号のときと同じ手つき
実数でも の分母に根号が残ると値が読めず、 をかけて片づける。
分母を有理化するときと、やっていることが同じ。邪魔なものと符号違いの相手をかけて、和と差の積で消す。
複素数では のため、 の有理化で が残るのと同じ場所に が残る。
例:
分母が だから、 をかける。
分母の と約分できて、答えは 。
もとの式に戻して確かめる。 で、たしかに です。
例:
分母が なので をかける。
答えは 。実部と虚部に分けたところまで書いて終わりです。
分子の が になり、実部が から へ減っている。ここを の項のまま残すと という別の値になります。
符号をそろえてかけると失敗する
分母と同じ をかけたらどうなるか、見ておきます。
分母に が残ったまま。符号を変えるところが効いています。
分母は で実数になる
分母は で が残る
分母が純虚数なら を 1 つ
分母が のように実部を持たないときは、 を 1 つかければ足りる。
をかけても同じ答えに着きますが、数が大きくなります。実部が のときは だけで済む。
、。 の逆数まわりは、符号が入れかわった形になります。
逆数の形
の逆数は、共役を で割った形になります。
という関係が、そのまま分母に現れている。
なら で、。かけ戻すと になります。
を の形にするとどれですか。
例:
分母に をかけます。
実部が になり、答えは 。分子と分母が で約分できて、純虚数だけが残りました。
の実部と虚部を入れかえて符号を変えると になる。この関係があるときは、商が純虚数になります。
例:
乗を足がかりにすると、指数が大きくても短く済みます。
だから 。
より 。
分母が実数の になったため、実数化はいりません。先に 乗でまとめておくと、分母から が消えることがあります。
商が実数になる
が実数になる を求めます。分母に をかけて の形へ。
実数になるのは虚部が のとき、つまり 。このとき値は になる。
純虚数になるのは実部が で虚部が でないとき。 から で、 も満たしています。
の値はどれですか。
分母と分子に をかけると です。 で分母の符号が変わるところを飛ばすと になります。
例: の 乗
分母と分子に をかけると、分子が にまとまる。
この分数はちょうど 。だから累乗も の周期の話に変わります。
を で割った余りが で 。分数のまま 乗するかわりに、先に へ直しておく。
例:分数の中に分数がある形
を計算します。内側から片づける。
なので、分母は 。
答えは になります。内側の分数を先に へ直しておけば、外側は 1 回の実数化で済む。
割り算のたびにやることは 1 つで、分母の虚部の符号を変えた数をかけるところ。 が分母から を追い出し、残った実数で全体を割れば の形に落ち着きます。













分母と分子に 1−i をかけると 1+12(1−i)=22(1−i)=1−i です。分母の 2 で約分し忘れると 2−2i の形になります。