Основы мат. анализа Примеры

${(3 + 3 i)}^{7}$

Этап 1

Воспользуемся бином Ньютона.

$3^{7} + 7 \cdot 3^{6} (3 i) + 21 \cdot 3^{5} {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2

Упростим члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.1

Возведем $3$ в степень $7$ .

$2187 + 7 \cdot 3^{6} (3 i) + 21 \cdot 3^{5} {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.2

Умножим $3^{6}$ на $3$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.2.1

Перенесем $3$ .

$2187 + 7 \cdot (3 \cdot 3^{6}) i + 21 \cdot 3^{5} {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.2.2

Умножим $3$ на $3^{6}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.2.2.1

Возведем $3$ в степень $1$ .

$2187 + 7 \cdot (3^{1} \cdot 3^{6}) i + 21 \cdot 3^{5} {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.2.2.2

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$2187 + 7 \cdot 3^{1 + 6} i + 21 \cdot 3^{5} {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.2.3

Добавим $1$ и $6$ .

$2187 + 7 \cdot 3^{7} i + 21 \cdot 3^{5} {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.3

Возведем $3$ в степень $7$ .

$2187 + 7 \cdot 2187 i + 21 \cdot 3^{5} {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.4

Умножим $7$ на $2187$ .

$2187 + 15309 i + 21 \cdot 3^{5} {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.5

Возведем $3$ в степень $5$ .

$2187 + 15309 i + 21 \cdot 243 {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.6

Умножим $21$ на $243$ .

$2187 + 15309 i + 5103 {(3 i)}^{2} + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.7

Применим правило умножения к $3 i$ .

$2187 + 15309 i + 5103 (3^{2} i^{2}) + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.8

Возведем $3$ в степень $2$ .

$2187 + 15309 i + 5103 (9 i^{2}) + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.9

Перепишем $i^{2}$ в виде $- 1$ .

$2187 + 15309 i + 5103 (9 \cdot - 1) + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.10

Умножим $5103 (9 \cdot - 1)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.10.1

Умножим $9$ на $- 1$ .

$2187 + 15309 i + 5103 \cdot - 9 + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.10.2

Умножим $5103$ на $- 9$ .

$2187 + 15309 i - 45927 + 35 \cdot 3^{4} {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.11

Возведем $3$ в степень $4$ .

$2187 + 15309 i - 45927 + 35 \cdot 81 {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.12

Умножим $35$ на $81$ .

$2187 + 15309 i - 45927 + 2835 {(3 i)}^{3} + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.13

Применим правило умножения к $3 i$ .

$2187 + 15309 i - 45927 + 2835 (3^{3} i^{3}) + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.14

Возведем $3$ в степень $3$ .

$2187 + 15309 i - 45927 + 2835 (27 i^{3}) + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.15

Вынесем $i^{2}$ за скобки.

$2187 + 15309 i - 45927 + 2835 (27 (i^{2} \cdot i)) + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.16

Перепишем $i^{2}$ в виде $- 1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 + 2835 (27 (- 1 \cdot i)) + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.17

Перепишем $- 1 i$ в виде $- i$ .

$2187 + 15309 i - 45927 + 2835 (27 (- i)) + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.18

Умножим $- 1$ на $27$ .

$2187 + 15309 i - 45927 + 2835 (- 27 i) + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.19

Умножим $- 27$ на $2835$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 35 \cdot 3^{3} {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.20

Возведем $3$ в степень $3$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 35 \cdot 27 {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.21

Умножим $35$ на $27$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 945 {(3 i)}^{4} + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.22

Применим правило умножения к $3 i$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 945 (3^{4} i^{4}) + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.23

Возведем $3$ в степень $4$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 945 (81 i^{4}) + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.24

Перепишем $i^{4}$ в виде $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.24.1

Перепишем $i^{4}$ в виде ${(i^{2})}^{2}$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 945 (81 {(i^{2})}^{2}) + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.24.2

Перепишем $i^{2}$ в виде $- 1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 945 (81 {(- 1)}^{2}) + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.24.3

Возведем $- 1$ в степень $2$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 945 (81 \cdot 1) + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.25

Умножим $945 (81 \cdot 1)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.25.1

Умножим $81$ на $1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 945 \cdot 81 + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.25.2

Умножим $945$ на $81$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 21 \cdot 3^{2} {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.26

Возведем $3$ в степень $2$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 21 \cdot 9 {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.27

Умножим $21$ на $9$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 189 {(3 i)}^{5} + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.28

Применим правило умножения к $3 i$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 189 (3^{5} i^{5}) + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.29

Возведем $3$ в степень $5$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 189 (243 i^{5}) + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.30

Вынесем $i^{4}$ за скобки.

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 189 (243 (i^{4} i)) + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.31

Перепишем $i^{4}$ в виде $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.31.1

Перепишем $i^{4}$ в виде ${(i^{2})}^{2}$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 189 (243 ({(i^{2})}^{2} i)) + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.31.2

Перепишем $i^{2}$ в виде $- 1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 189 (243 ({(- 1)}^{2} i)) + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.31.3

Возведем $- 1$ в степень $2$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 189 (243 (1 i)) + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.32

Умножим $i$ на $1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 189 (243 i) + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.33

Умножим $243$ на $189$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 7 \cdot 3 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.34

Умножим $7$ на $3$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 {(3 i)}^{6} + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.35

Применим правило умножения к $3 i$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 (3^{6} i^{6}) + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.36

Возведем $3$ в степень $6$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 (729 i^{6}) + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.37

Вынесем $i^{4}$ за скобки.

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 (729 (i^{4} i^{2})) + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.38

Перепишем $i^{4}$ в виде $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.38.1

Перепишем $i^{4}$ в виде ${(i^{2})}^{2}$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 (729 ({(i^{2})}^{2} i^{2})) + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.38.2

Перепишем $i^{2}$ в виде $- 1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 (729 ({(- 1)}^{2} i^{2})) + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.38.3

Возведем $- 1$ в степень $2$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 (729 (1 i^{2})) + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.39

Умножим $i^{2}$ на $1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 (729 i^{2}) + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.40

Перепишем $i^{2}$ в виде $- 1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 (729 \cdot - 1) + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.41

Умножим $21 (729 \cdot - 1)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.41.1

Умножим $729$ на $- 1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i + 21 \cdot - 729 + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.41.2

Умножим $21$ на $- 729$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + {(3 i)}^{7}$

Этап 2.1.42

Применим правило умножения к $3 i$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 3^{7} i^{7}$

Этап 2.1.43

Возведем $3$ в степень $7$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 i^{7}$

Этап 2.1.44

Перепишем $i^{7}$ в виде $i^{4} (i^{2} \cdot i)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.44.1

Вынесем $i^{4}$ за скобки.

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 (i^{4} i^{3})$

Этап 2.1.44.2

Вынесем $i^{2}$ за скобки.

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 (i^{4} (i^{2} \cdot i))$

Этап 2.1.45

Перепишем $i^{4}$ в виде $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.45.1

Перепишем $i^{4}$ в виде ${(i^{2})}^{2}$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 ({(i^{2})}^{2} (i^{2} \cdot i))$

Этап 2.1.45.2

Перепишем $i^{2}$ в виде $- 1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 ({(- 1)}^{2} (i^{2} \cdot i))$

Этап 2.1.45.3

Возведем $- 1$ в степень $2$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 (1 (i^{2} \cdot i))$

Этап 2.1.46

Умножим $i^{2} \cdot i$ на $1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 (i^{2} \cdot i)$

Этап 2.1.47

Перепишем $i^{2}$ в виде $- 1$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 (- 1 \cdot i)$

Этап 2.1.48

Перепишем $- 1 i$ в виде $- i$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 + 2187 (- i)$

Этап 2.1.49

Умножим $- 1$ на $2187$ .

$2187 + 15309 i - 45927 - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 - 2187 i$

Этап 2.2

Упростим путем добавления членов.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.2.1

Вычтем $45927$ из $2187$ .

$- 43740 + 15309 i - 76545 i + 76545 + 45927 i - 15309 - 2187 i$

Этап 2.2.2

Упростим путем сложения и вычитания.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.2.2.1

Добавим $- 43740$ и $76545$ .

$32805 + 15309 i - 76545 i + 45927 i - 15309 - 2187 i$

Этап 2.2.2.2

Вычтем $15309$ из $32805$ .

$17496 + 15309 i - 76545 i + 45927 i - 2187 i$

Этап 2.2.3

Вычтем $76545 i$ из $15309 i$ .

$17496 - 61236 i + 45927 i - 2187 i$

Этап 2.2.4

Добавим $- 61236 i$ и $45927 i$ .

$17496 - 15309 i - 2187 i$

Этап 2.2.5

Вычтем $2187 i$ из $- 15309 i$ .

$17496 - 17496 i$

Этап 3

Это тригонометрическая форма комплексного числа, где $| z |$ — модуль, а $θ$ — угол радиус-вектора на комплексной плоскости.

$z = a + b i = | z | (\cos (θ) + i \sin (θ))$

Этап 4

Модуль комплексного числа ― это расстояние от начала координат на комплексной плоскости.

$| z | = \sqrt{a^{2} + b^{2}}$ , где $z = a + b i$

Этап 5

Подставим фактические значения $a = 17496$ и $b = - 17496$ .

$| z | = \sqrt{{(- 17496)}^{2} + 17496^{2}}$

Этап 6

Найдем $| z |$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Возведем $- 17496$ в степень $2$ .

$| z | = \sqrt{306110016 + 17496^{2}}$

Этап 6.2

Возведем $17496$ в степень $2$ .

$| z | = \sqrt{306110016 + 306110016}$

Этап 6.3

Добавим $306110016$ и $306110016$ .

$| z | = \sqrt{612220032}$

Этап 6.4

Перепишем $612220032$ в виде $17496^{2} \cdot 2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.4.1

Вынесем множитель $306110016$ из $612220032$ .

$| z | = \sqrt{306110016 (2)}$

Этап 6.4.2

Перепишем $306110016$ в виде $17496^{2}$ .

$| z | = \sqrt{17496^{2} \cdot 2}$

Этап 6.5

Вынесем члены из-под знака корня.

$| z | = 17496 \sqrt{2}$

Этап 7

Угол точки на комплексной плоскости равен обратному тангенсу мнимой части, поделенной на вещественную часть.

$θ = \arctan (\frac{- 17496}{17496})$

Этап 8

Поскольку обратный тангенс $\frac{- 17496}{17496}$ дает угол в четвертом квадранте, значение угла равно $- \frac{π}{4}$ .

$θ = - \frac{π}{4}$

Этап 9

Подставим значения $θ = - \frac{π}{4}$ и $| z | = 17496 \sqrt{2}$ .

$17496 \sqrt{2} (\cos (- \frac{π}{4}) + i \sin (- \frac{π}{4}))$