複素関数論

複素変数の正弦関数

eを自然対数の底とする。このとき、複素数zに対して、指数関数ez
ez=n=01n!zn
と定義し、zの正弦関数sinz
sinz=eizeiz2i
と定義する。このときzを複素数とする方程式
sinz=2 (A)
について、次の問いに答えよ。

(1) 方程式(A)に対して、w=eizとおくときに出来る方程式
ww12i=2
wに関する複素数解を求めよ。

(2) 方程式(A)の解のうち、実数部分が0以上2π未満であるものを求めよ。

(1)
ww12i=2w24iw1=0
この2次方程式の解は
w=2i±(2i)2+1=(2±3)i
と求まる。

(2)
eiz=(2±3)i
zについて解くと、2±3>0に注意して
z=π2+2nπilog(2±3)
ここに、nは任意の整数である。題意を満たす解はn=0の時であり、
z=π2ilog(2±3)
と求まる。

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