Aus der Eulerschen Formel folgt nach den Gesetzen der Potenzrechnung
folgender Satz für ganzzahlige Exponenten n:
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(1) |
denn es gilt
Das Potenzieren komplexer Zahlen
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Wendet man den Satz (1) auf eine beliebige komplexe Zahl
z = |z|·ei·f an, so bekommt man die
Formel
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(2) |
für das Potenzieren komplexer Zahlen.
Beispiel 1:
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Man hätte das Beispiel auch unter Anwendung der Binomischen
Formel für (a + b)n
lösen können, aber mit steigender Potenz und für nichtganzzahlige Real- und Imaginärteile wird der
numerische Aufwand relativ hoch.
Hinweis: Da cos und sin periodische Funktionen mit der kleinsten Periode
2p sind und ein ganzzahliges Vielfaches von
2p auch wiederum Periode von cos und sin ist, ist das Ergebnis des Potenzierens einer
komplexen Zahl mit einem ganzzahligen Exponenten eindeutig bestimmt. Dies lässt
sich aber nicht auf rationale, reelle oder
komplexe Exponenten übertragen. Hierzu siehe das Radizieren komplexer Zahlen und
die komplexe Potenzfunktion.
Die komplexe Potenzfunktion
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Nachdem klar ist, was die Potenz einer komplexen Zahl bedeutet und wie diese berechnet werden kann,
kann man einen Schritt weiter gehen und die komplexe Potenzfunktion f(z) = ez einführen.
ez = e(Re(z) + i·Im(z)) =
e(Re(z)·ei·Im(z)
Es gelten ansonsten die Gesetze der Potenzrechnung, die übertragen werden.
Beispiel 2:
e(2 + i·p/2) =
e2·ei·p/2 = e2·i
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