虚数をかける = 90度回転させる
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2025.12.25
虚数をかけるということは、ガウス平面上で、複素ベクトルを反時計回りに90°回転させるということです。
\( 1\ =\ e^{\ i\ 2nπ} i\ =\ e^{\ i\ ( \frac{π}{\ 2\ }+2nπ )} -1\ =\ e^{\ i\ ( π+2nπ )} -i\ =\ e^{\ i\ ( \frac{3π}{\ 2\ }+2nπ )} \)
\( n \) は整数ですが、簡単化のためここでは \( n=0 \) の場合のみ考えます。すると、次のようになります。
\( 1\ =\ e^{\ 0} \) \( i\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } } -1\ =\ e^{\ i\ π } -i\ =\ e^{\ i\frac{3π}{\ 2\ } } \)
\(\ i\ ★\ 1\ =\ i i\ ★\ i\ = -1 i\ ★ -1\ = -i i\ ★ -i\ =\ 1 \)
※ ★ は掛け算演算子です。
\[ \begin{flalign}
i\ ★\ 1\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ ★\ e^{\ 0}\ =\ e^{\ 0+i\frac{π}{\ 2\ }}\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ }}\ =\ i&&
\end{flalign} \]
\[ \begin{flalign}
i\ ★\ i\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ ★\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ =\ e^{\ i\ (\frac{π}{\ 2\ }+\frac{π}{\ 2\ })}\ =\ e^{\ i\ π}\ =-1&&
\end{flalign} \]
\[ \begin{flalign}
i\ ★-1\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ ★\ e^{\ i\ π }\ =\ e^{\ i\ (π+\frac{π}{\ 2\ })}\ =\ e^{\ i\frac{3π}{\ 2\ }}\ =-i&&
\end{flalign} \]
\[ \begin{flalign}
i\ ★-i\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ ★\ e^{\ i\frac{3π}{\ 2\ } }\ =\ e^{\ i\ (\frac{3π}{\ 2\ }+\frac{π}{\ 2\ })}\ =\ e^{\ i\ 2π}\ =\ 1&&
\end{flalign} \]