Complex Variables and Partial Differential Equations (3130005)

BE | Semester-3   Winter-2019 | 26-11-2019

Q1) (b)

State De-Movire’s formula and hence evaluate 1+i 3 100 +  1-i 3 100 . 

De-Movire’s formula: cosθ +i sinθn = cos  +i sin   ;  n -----[1]
 
  •  1+i 3 100
 
Let, z = 1+i 3
 
x=1 & y= 3
 
r = x2 + y2= 12 + 32= 1 + 3= 4 = 2
 
θ = tan-1yx = tan-131 = tan-13=π 3 
 
The polar form of complex number,
 
1+i3 = rcosθ + i sinθ = 2cosπ 3  + i sinπ 3 
 
1+i3100= 2100 cosπ 3  + i sinπ 3 100
 
1+i3100= 2100 cos100π 3  + i sin100π 3           1
 
1+i3100= 2100 -0.5 + i sin100π 3 
 
  •  1-i 3 100
 
Let, z = 1-i 3
 
x=1 & y=-3
 
r = x2 + y2= 12 + -32= 1 + 3= 4 = 2
 
θ = tan-1yx = tan-1-31 =- tan-13=-π 3 
 
The polar form of complex number,
 
1-i3 = rcosθ + i sinθ = 2cosπ 3  - i sinπ 3 
 
1-i3100= 2100 cosπ 3  - i sinπ 3 100
 
1+i3100= 2100 cos100π 3  - i sin100π 3           1
 
1+i3100= 2100 -0.5 - i sin100π 3 
 
1+i3100 + 1-i3100
 
= 2100 -0.5 + i sin100π 3 + 2100 -0.5 - i sin100π 3 
 
= 2100 -0.5 + i sin100π 3 -0.5 - i sin100π 3 
 
= 2100 -0.5 - 0.5
 
= -2100