Vierter Abschnitt. Reihen.
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Vergleicht man die Formeln (2), (3) mit den aus (1)
unmittelbar hervorgehenden
z n = T n (cos cp + i sin cp) tl , (cos cp + i sin cp)~ n ,
so ergibt sieb
(4) (cos cp + i sin (p)- n = cos (+ nep) + i sin (+ nep),
die Moiyrescbe JBinomialformel*), zunächst gültig für jedes
ganze n.
104. Die Wurzel. Moivresche Binomialformel für
rationale Exponenten. Die n-ic Wurzel aus einer kom
plexen Zahl werde begrifflich ebenso aufgefaßt wie die Wurzel
aus einer reellen Zahl; es sei also auch bei komplexem z und
ganzem positiven n
n !—
y Z = IV
nur dann, wenn
w n = z.'
Setzt man w = u iv = R (cos + i sin CE>), so führt dies
vermöge des vorigen Artikels zu der Beziehung:
R n (cos sin nO) = r (cos cp -f- i sin cp),
welcher nur auf die eine Weise genügt werden kann, daß
R n = r,
nO = cp
gesetzt wird, wobei x jede positive wie negative ganze Zahl
einschließlich der Null bedeuten darf. Hieraus ergibt sich
-n \ n /~ \ ^ cp 4- 2 k Tt
R — 1 yr , $ = :
■ 17 n ’
daher ist
n n ;—•— 1 \ I n /~ i / cp-)-2xjr , . . cp —I— 2 v. 7t\
(5) y z =yr [cos cp-\-tsm cp) = yr i cos—— 1-
Der anscheinend unendlich vieldeutige Ausdruck auf der rechten
Seite nimmt in Wirklichkeit nur n verschiedene Werte an, die
man erhält, wenn man der Reihe nach
(6) *-0, 1,2,...(»-1)
setzt. Die Verschiedenheit der aus diesen Substitutionen her
vorgehenden Werte folgt daraus, daß die zugehörigen Werte
von a ^ V ' 7C sämtlich in dem Intervalle (0, 2jt) liegen und
*) Abraham de Moivre, Miscellanea analytica, London 1730.
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