"I^i 는 무엇일까?"의 두 판 사이의 차이
Pythagoras0 (토론 | 기여) |
Pythagoras0 (토론 | 기여) |
||
| (같은 사용자의 중간 판 하나는 보이지 않습니다) | |||
| 1번째 줄: | 1번째 줄: | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
==개요== | ==개요== | ||
| − | * <math>i^{i}</math>의 값은 하나로 결정되는 것이 아니라, | + | * <math>i^{i}</math>의 값은 하나로 결정되는 것이 아니라, 무한히 많다. 이는 [[복소로그함수]] 가 무한히 많은 값을 갖기 때문이다. |
| − | * <math>i^{i}=\cdots,e^{-\frac{5\pi}{2}},e^{-\frac{\pi}{2}},e^{\frac{3\pi}{2}},\cdots</math | + | * <math>i^{i}=\cdots,e^{-\frac{5\pi}{2}},e^{-\frac{\pi}{2}},e^{\frac{3\pi}{2}},\cdots</math> |
| − | * 주치(principal value) | + | * 주치(principal value)는 <math>e^{-\frac{\pi}{2}}</math>로 주어진다. |
| − | + | ||
| − | + | ||
==복소거듭제곱== | ==복소거듭제곱== | ||
| − | 대학교 학부과정의 [[복소함수론]]에서는 복소수의 | + | 대학교 학부과정의 [[복소함수론]]에서는 복소수의 복소수 거듭제곱을 다음과 같이 정의한다. |
| − | 두 | + | 두 복소수 <math>z,\alpha</math>에 대하여,<math>z^{\alpha}:=e^{\alpha \log z}</math>. 여기서 <math>\log z</math>는 [[복소로그함수]]. |
| − | (이 정의에서는 | + | (이 정의에서는 복소지수함수 ([[오일러의 공식]] 참조)와 [[복소로그함수]] 가 사용되었다. ) |
| − | + | ||
| − | 복소로그함수에 대하여, 잠시 복습을 하자. | + | 복소로그함수에 대하여, 잠시 복습을 하자. 복소로그함수는 복소수 <math>z = re^{i\theta}</math> 에 대하여, 다음과 같이 정의된다 |
| − | <math>\log z = \ln|z| + i\arg(z) = \ln(r) + i\left(\theta + 2 \pi k \right)</math>. | + | <math>\log z = \ln|z| + i\arg(z) = \ln(r) + i\left(\theta + 2 \pi k \right)</math>. 여기서 <math>k\in\mathbb{Z}</math>. |
| − | 예를 들어보자면, | + | 예를 들어보자면, |
<math>\log 1 = \ln|1| + i\arg(1) = \ln(1) + i\left(0 + 2 \pi k \right) =\cdots, -6\pi i,-4\pi i,-2\pi i,0,2\pi i,4\pi i,6\pi i, \cdots</math> | <math>\log 1 = \ln|1| + i\arg(1) = \ln(1) + i\left(0 + 2 \pi k \right) =\cdots, -6\pi i,-4\pi i,-2\pi i,0,2\pi i,4\pi i,6\pi i, \cdots</math> | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
==i^i의 계산== | ==i^i의 계산== | ||
| − | <math>i^{i}=e^{i \log i}</math> | + | <math>i^{i}=e^{i \log i}</math> 이므로 먼저 <math>\log i</math>를 계산하자. |
<math>\log i = \ln|i| + i\arg(i) = i\left(\frac{\pi}{2} + 2 \pi k \right) =\cdots, ,\frac{\pi}{2}i-4\pi i,\frac{\pi}{2}i-2\pi i,\frac{\pi}{2}i,\frac{\pi}{2}i+2\pi i,\frac{\pi}{2}i+4\pi i,\cdots</math> | <math>\log i = \ln|i| + i\arg(i) = i\left(\frac{\pi}{2} + 2 \pi k \right) =\cdots, ,\frac{\pi}{2}i-4\pi i,\frac{\pi}{2}i-2\pi i,\frac{\pi}{2}i,\frac{\pi}{2}i+2\pi i,\frac{\pi}{2}i+4\pi i,\cdots</math> | ||
| − | + | ||
| − | 이제 정의와 | + | 이제 정의와 위의 결과를 활용하여, |
| − | <math>i^{i}=e^{i \log i}=e^{i(\frac{\pi}{2}+2k\pi)i}=e^{-(\frac{\pi}{2}+2k\pi)}=e^{-\frac{\pi}{2}}e^{-2k\pi}</math> | + | <math>i^{i}=e^{i \log i}=e^{i(\frac{\pi}{2}+2k\pi)i}=e^{-(\frac{\pi}{2}+2k\pi)}=e^{-\frac{\pi}{2}}e^{-2k\pi}</math> , <math>k\in\mathbb{Z}</math> 를 얻는다. |
따라서, | 따라서, | ||
| 57번째 줄: | 49번째 줄: | ||
<math>i^{i}=\cdots,e^{-\frac{5\pi}{2}},e^{-\frac{\pi}{2}},e^{\frac{3\pi}{2}},\cdots</math> | <math>i^{i}=\cdots,e^{-\frac{5\pi}{2}},e^{-\frac{\pi}{2}},e^{\frac{3\pi}{2}},\cdots</math> | ||
| − | 주치(principal value)는 k=0인 경우로, | + | 주치(principal value)는 k=0인 경우로, <math>i^{i}=e^{-\frac{\pi}{2}}</math>가 된다. |
| − | + | ||
| − | + | ||
==역사== | ==역사== | ||
| − | + | ||
* http://www.google.com/search?hl=en&tbs=tl:1&q= | * http://www.google.com/search?hl=en&tbs=tl:1&q= | ||
* [[수학사 연표]] | * [[수학사 연표]] | ||
| − | * | + | * |
| − | + | ||
| − | + | ||
==메모== | ==메모== | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
==관련된 항목들== | ==관련된 항목들== | ||
| − | * [[복소로그함수]] | + | * [[복소로그함수]] |
| − | * [[복소수]] | + | * [[복소수]] |
| − | + | [[분류:복소함수론]] | |
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
2013년 6월 24일 (월) 03:45 기준 최신판
개요
- \(i^{i}\)의 값은 하나로 결정되는 것이 아니라, 무한히 많다. 이는 복소로그함수 가 무한히 많은 값을 갖기 때문이다.
- \(i^{i}=\cdots,e^{-\frac{5\pi}{2}},e^{-\frac{\pi}{2}},e^{\frac{3\pi}{2}},\cdots\)
- 주치(principal value)는 \(e^{-\frac{\pi}{2}}\)로 주어진다.
복소거듭제곱
대학교 학부과정의 복소함수론에서는 복소수의 복소수 거듭제곱을 다음과 같이 정의한다.
두 복소수 \(z,\alpha\)에 대하여,\(z^{\alpha}:=e^{\alpha \log z}\). 여기서 \(\log z\)는 복소로그함수.
(이 정의에서는 복소지수함수 (오일러의 공식 참조)와 복소로그함수 가 사용되었다. )
복소로그함수에 대하여, 잠시 복습을 하자. 복소로그함수는 복소수 \(z = re^{i\theta}\) 에 대하여, 다음과 같이 정의된다
\(\log z = \ln|z| + i\arg(z) = \ln(r) + i\left(\theta + 2 \pi k \right)\). 여기서 \(k\in\mathbb{Z}\).
예를 들어보자면,
\(\log 1 = \ln|1| + i\arg(1) = \ln(1) + i\left(0 + 2 \pi k \right) =\cdots, -6\pi i,-4\pi i,-2\pi i,0,2\pi i,4\pi i,6\pi i, \cdots\)
i^i의 계산
\(i^{i}=e^{i \log i}\) 이므로 먼저 \(\log i\)를 계산하자.
\(\log i = \ln|i| + i\arg(i) = i\left(\frac{\pi}{2} + 2 \pi k \right) =\cdots, ,\frac{\pi}{2}i-4\pi i,\frac{\pi}{2}i-2\pi i,\frac{\pi}{2}i,\frac{\pi}{2}i+2\pi i,\frac{\pi}{2}i+4\pi i,\cdots\)
이제 정의와 위의 결과를 활용하여,
\(i^{i}=e^{i \log i}=e^{i(\frac{\pi}{2}+2k\pi)i}=e^{-(\frac{\pi}{2}+2k\pi)}=e^{-\frac{\pi}{2}}e^{-2k\pi}\) , \(k\in\mathbb{Z}\) 를 얻는다.
따라서,
\(i^{i}=\cdots,e^{-\frac{5\pi}{2}},e^{-\frac{\pi}{2}},e^{\frac{3\pi}{2}},\cdots\)
주치(principal value)는 k=0인 경우로, \(i^{i}=e^{-\frac{\pi}{2}}\)가 된다.
역사