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。

\[ \begin{flalign} i\ ★\ 1\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ ★\ e^{\ 0}\ =\ e^{\ 0+i\frac{π}{\ 2\ }}\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ }}\ =\ i&& \end{flalign} \] \[ \begin{flalign} i\ ★\ i\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ ★\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ =\ e^{\ i\ (\frac{π}{\ 2\ }+\frac{π}{\ 2\ })}\ =\ e^{\ i\ π}\ =-1&& \end{flalign} \] \[ \begin{flalign} i\ ★-1\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ ★\ e^{\ i\ π }\ =\ e^{\ i\ (π+\frac{π}{\ 2\ })}\ =\ e^{\ i\frac{3π}{\ 2\ }}\ =-i&& \end{flalign} \] \[ \begin{flalign} i\ ★-i\ =\ e^{\ i\frac{π}{\ 2\ } }\ ★\ e^{\ i\frac{3π}{\ 2\ } }\ =\ e^{\ i\ (\frac{3π}{\ 2\ }+\frac{π}{\ 2\ })}\ =\ e^{\ i\ 2π}\ =\ 1&& \end{flalign} \]