المبحث 5: دستور موآفر وتطبيقاته
ترويض الأسس العملاقة
1. نص دستور موآفر
من أجل كل عدد حقيقي $\theta$ وعدد صحيح نسبي $n$، ينص الدستور على:
$(\cos \theta + i \sin \theta)^n = \cos(n\theta) + i \sin(n\theta)$
بالشكل الأسّي (أويلر)، تتجلى القاعدة كخاصية مباشرة للقوى:
$(e^{i\theta})^n = e^{in\theta}$
2. الخوارزمية الإجرائية لحساب $z^n$
لرفع عدد مركب $z = a + bi$ إلى القوة $n$، نتبع المسار الآتي:
1. التحول: نكتب $z$ على الشكل الأسّي $r e^{i\theta}$.
2. التطبيق: نحسب القوة وفق القاعدة $z^n = r^n e^{in\theta}$.
3. الارتداد: نعود للشكل الجبري $A + Bi$ إذا اقتضت الضرورة.
3. الأهمية التطبيقية
• تبسيط القوى الضخمة: اختزال الأسس الفلكية بضرب العمدة في الأس مباشرة.
• الدساتير المثلثية: استنتاج قيم $\cos(n\theta)$ و $\sin(n\theta)$ بدلالة $\cos(\theta)$ و $\sin(\theta)$.
• الجذور النونية: ميكانزم أساسي لإيجاد وتوزيع الجذور في المستوي المركب.
تأكد دائماً قبل تطبيق الدستور من صياغة العدد على الشكل $r(\cos \theta + i \sin \theta)$. إذا كانت هناك إشارات سالبة أو تبديل بين الجيب وجيب التمام، يجب تصحيحها أولاً باستخدام علاقات الزوايا المترافقة.