공통수학1복소수수능 기출아주 기초 (2점~3점 초반)

복소수 거듭제곱

문제

(3+i)108+(3i)108\displaystyle ( \sqrt{3} + i ) ^{108} + ( \sqrt{3} - i ) ^{108}의 값은? (단, i=1\displaystyle i = \sqrt{- 1}) [2점] 21082 ^{108}21092 ^{109}21102 ^{110}3543 ^{54}31083 ^{108}

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해설

3+i=2(cosπ6+isinπ6)\displaystyle \sqrt{3} + i = 2 \left( \cos \frac{\pi}{6} + i \sin \frac{\pi}{6} \right)이므로 (3+i)108=2108(cos108π6+isin108π6)\displaystyle ( \sqrt{3} + i ) ^{108} = 2 ^{108} \left( \cos 108 \cdot \frac{\pi}{6} + i \sin 108 \cdot \frac{\pi}{6} \right) =2108(cos18π+isin18π)=2108= 2 ^{108} \left( \cos 18 \pi + i \sin 18 \pi \right) = 2 ^{108} 마찬가지로, 3i=2{cos(π6)+isin(π6)}\displaystyle \sqrt{3} - i = 2 \left\{ \cos \left( - \frac{\pi}{6} \right) + i \sin \left( - \frac{\pi}{6} \right) \right\}이므로 (3i)108=2108{cos(18π)+isin(18π)}=2108\displaystyle ( \sqrt{3} - i ) ^{108} = 2 ^{108} \left\{ \cos \left( - 18 \pi ) + i \sin \left( - 18 \pi ) \right\} = 2 ^{108} \right. \right. (3+i)108+(3i)108=2108+2108\displaystyle \therefore ( \sqrt{3} + i ) ^{108} + ( \sqrt{3} - i ) ^{108} = 2 ^{108} + 2 ^{108} =22108=2109= 2 \cdot 2 ^{108} = 2 ^{109}

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