偏角・対数の和と差
偏角・対数の和と差
\(\delta_{ij}\)はクロネッカーのデルタ
\(\mzp_{a,b}\left(x_{1},x_{2};x\right)\)はmzp関数
(1)
\[ \Arg\alpha+\Arg\beta=\Arg\left(\alpha\beta\right)+2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta\right) \](2)
\[ \Arg\alpha-\Arg\beta=\Arg\left(\frac{\alpha}{\beta}\right)+2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta^{-1}\right)-2\pi\delta_{\pi,\Arg\left(\beta\right)} \](3)
\[ \Log\alpha+\Log\beta=\Log\left(\alpha\beta\right)+2\pi i\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta\right) \](4)
\[ \Log\alpha-\Log\beta=\Log\frac{\alpha}{\beta}+2\pi i\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta^{-1}\right)-2\pi i\delta_{\pi,\Arg\left(\beta\right)} \](5)
\[ -\pi<\Arg\alpha+\Arg\beta\leq\pi\Leftrightarrow\Arg\alpha+\Arg\beta=\Arg\left(\alpha\beta\right) \](6)
\[ -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi\Leftrightarrow\Arg\alpha-\Arg\beta=\Arg\left(\frac{\alpha}{\beta}\right) \](7)
\[ -\pi<\Arg\alpha+\Arg\beta\leq\pi\Leftrightarrow\Log\alpha+\Log\beta=\Log\left(\alpha\beta\right) \](8)
\[ -\pi<\Arg\alpha+\Arg\beta\leq\pi\Leftrightarrow\Log\alpha-\Log\beta=\Log\left(\frac{\alpha}{\beta}\right) \]-
\(H\left(x\right)\)はヘヴィサイドの階段関数\(\delta_{ij}\)はクロネッカーのデルタ
\(\mzp_{a,b}\left(x_{1},x_{2};x\right)\)はmzp関数
(1)
\begin{align*} \Arg\alpha+\Arg\beta & =\mod\left(\Arg\alpha,-2\pi,\pi\right)+\mod\left(\Arg\beta,-2\pi,\pi\right)\\ & =\mod\left(\Arg\alpha+\Arg\beta,-2\pi,\pi\right)-2\pi\mzp_{0,1}\left(\pi\sgn\left(-2\pi\right),\pi\sgn\left(-2\pi\right)+\left|-2\pi\right|;\sgn\left(-2\pi\right)\left(\mod\left(\Arg\alpha,-2\pi,\pi\right)+\mod\left(\Arg\beta,-2\pi,\pi\right)\right)\right)\\ & =\mod\left(\Arg\left(\alpha\beta\right),-2\pi,\pi\right)-2\pi\mzp_{0,1}\left(-\pi,\pi;-\left(\mod\left(\Arg\alpha,-2\pi,\pi\right)+\mod\left(\Arg\beta,-2\pi,\pi\right)\right)\right)\\ & =\Arg\left(\alpha\beta\right)+2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta\right) \end{align*}(2)
\begin{align*} \Arg\alpha-\Arg\beta & =\Arg\alpha+\Arg\beta^{-1}-2\pi\delta_{\pi,\Arg\left(\beta\right)}\\ & =\Arg\left(\frac{\alpha}{\beta}\right)+2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta^{-1}\right)-2\pi\delta_{\pi,\Arg\left(\beta\right)} \end{align*}(3)
\begin{align*} \Log\alpha+\Log\beta & =\ln\left|\alpha\right|+i\Arg\alpha+\ln\left|\beta\right|+i\Arg\beta\\ & =\ln\left|\alpha\beta\right|+i\left(\Arg\alpha+\Arg\beta\right)\\ & =\ln\left|\alpha\beta\right|+i\left(\Arg\left(\alpha\beta\right)+2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta\right)\right)\\ & =\Log\left(\alpha\beta\right)+2\pi i\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta\right) \end{align*}(4)
\begin{align*} \Log\alpha-\Log\beta & =\ln\left|\alpha\right|+i\Arg\alpha-\left(\ln\left|\beta\right|+i\Arg\beta\right)\\ & =\ln\left|\frac{\alpha}{\beta}\right|+i\left(\Arg\alpha-\Arg\beta\right)\\ & =\ln\left|\frac{\alpha}{\beta}\right|+i\left(\Arg\left(\alpha\beta^{-1}\right)+2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta^{-1}\right)-2\pi\delta_{\pi,\Arg\left(\beta\right)}\right)\\ & =\Log\frac{\alpha}{\beta}+2\pi i\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta^{-1}\right)-2\pi i\delta_{\pi,\Arg\left(\beta\right)} \end{align*}(5)
\begin{align*} & \Arg\alpha+\Arg\beta=\Arg\left(\alpha\beta\right)\\ \Leftrightarrow & 0=2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta\right)\\ \Leftrightarrow & -\pi<\Arg\alpha+\Arg\beta\leq\pi \end{align*}(6)
\begin{align*} & \Arg\alpha-\Arg\beta=\Arg\left(\frac{\alpha}{\beta}\right)\\ \Leftrightarrow & 0=2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta^{-1}\right)-2\pi\delta_{\pi,\Arg\left(\beta\right)}\\ \Leftrightarrow & 0=\begin{cases} 2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\Arg\beta^{-1}\right) & \Arg\left(\beta\right)\ne\pi\\ 2\pi\mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\pi\right)-2\pi & \Arg\left(\beta\right)=\pi \end{cases}\\ \Leftrightarrow & 0=\begin{cases} \mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha-\Arg\beta\right) & \Arg\left(\beta\right)\ne\pi\\ \mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\pi\right)-1 & \Arg\left(\beta\right)=\pi \end{cases}\\ \Leftrightarrow & \begin{cases} -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi & \Arg\left(\beta\right)\ne\pi\\ \mzp_{-1,0}\left(-\pi,\pi;\Arg\alpha+\pi\right)=1 & \Arg\left(\beta\right)=\pi \end{cases}\\ \Leftrightarrow & \begin{cases} -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi & \Arg\left(\beta\right)\ne\pi\\ \pi<\Arg\alpha+\pi & \Arg\left(\beta\right)=\pi \end{cases}\\ \Leftrightarrow & \begin{cases} -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi & \Arg\left(\beta\right)\ne\pi\\ 0<\Arg\alpha & \Arg\left(\beta\right)=\pi \end{cases}\\ \Leftrightarrow & \begin{cases} -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi & \Arg\left(\beta\right)\ne\pi\\ 0<\Arg\alpha\leq2\pi & \Arg\left(\beta\right)=\pi \end{cases}\\ \Leftrightarrow & \begin{cases} -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi & \Arg\left(\beta\right)\ne\pi\\ 0-\pi<\Arg\alpha-\pi\leq2\pi-\pi & \Arg\left(\beta\right)=\pi \end{cases}\\ \Leftrightarrow & \begin{cases} -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi & \Arg\left(\beta\right)\ne\pi\\ -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi & \Arg\left(\beta\right)=\pi \end{cases}\\ \Leftrightarrow & -\pi<\Arg\alpha-\Arg\beta\leq\pi \end{align*}(7)
\begin{align*} \Log\alpha+\Log\beta=\Log\left(\alpha\beta\right) & \Leftrightarrow\ln\left|\alpha\right|+i\Arg\left(\alpha\right)+\ln\left|\beta\right|+i\Arg\left(\beta\right)=\ln\left|\alpha\beta\right|+i\Arg\left(\alpha\beta\right)\\ & \Leftrightarrow\ln\left|\alpha\beta\right|+i\left(\Arg\left(\alpha\right)+\Arg\left(\beta\right)\right)=\ln\left|\alpha\beta\right|+i\Arg\left(\alpha\beta\right)\\ & \Leftrightarrow\Arg\left(\alpha\right)+\Arg\left(\beta\right)\Leftrightarrow\Arg\left(\alpha\beta\right)\\ & \Leftrightarrow-\pi<\Arg\alpha+\Arg\beta\leq\pi \end{align*}(8)
\begin{align*} \Log\alpha-\Log\beta=\Log\left(\frac{\alpha}{\beta}\right) & \Leftrightarrow\ln\left|\alpha\right|+i\Arg\left(\alpha\right)-\ln\left|\beta\right|-i\Arg\left(\beta\right)=\ln\left|\frac{\alpha}{\beta}\right|+i\Arg\left(\frac{\alpha}{\beta}\right)\\ & \Leftrightarrow\ln\left|\frac{\alpha}{\beta}\right|+i\left(\Arg\left(\alpha\right)-\Arg\left(\beta\right)\right)=\ln\left|\frac{\alpha}{\beta}\right|+i\Arg\left(\frac{\alpha}{\beta}\right)\\ & \Leftrightarrow\Arg\left(\alpha\right)-\Arg\left(\beta\right)\Leftrightarrow\Arg\left(\frac{\alpha}{\beta}\right)\\ & \Leftrightarrow-\pi<\Arg\alpha+\Arg\beta\leq\pi \end{align*}ページ情報
タイトル | 偏角・対数の和と差 |
URL | https://www.nomuramath.com/k7i19tws/ |
SNSボタン |
対数と偏角の性質
\[
\log\alpha^{\beta}=\beta\log\alpha+\log1
\]
複素指数関数の極形式
\[
\alpha^{\beta}=\left|\alpha\right|^{\Re\left(\beta\right)}e^{-\Im\left(\beta\right)\arg\alpha}e^{i\left(\Im\left(\beta\right)\ln\left|\alpha\right|+\Re\left(\beta\right)\arg\alpha\right)}
\]
冪乗の対数
\[
\Log\alpha^{\beta}=\Re\left(\beta\right)\ln\left|\alpha\right|-\Im\left(\beta\right)\Arg\left(\alpha\right)+\mod\left(\Re\left(\beta\right)\Arg\left(\alpha\right)+\Im\left(\beta\right)\ln\left|\alpha\right|,-2\pi,\pi\right)
\]
偏角・対数と符号関数の関係
\[
\Arg\left(z\right)=-i\Log\left(\sgn\left(z\right)\right)
\]