de Moivres formel

Att upphöja ett komplext tal i polär form görs genom att upphöja beloppet och multiplicera argumentet med exponenten.

zn=rn(cos⁡nv+isin⁡nv)z^n = r^n(\cos nv + i \sin nv)

z^n = r^n * (cos(n*v) + i * sin(n*v))

Finns iMa4

Enligt Skolverkets centrala innehåll ingår formeln i

Gy11, för dig som började gymnasiet före hösten 2025
Matematik 4
Gy25, för dig som började hösten 2025 eller senare
Matematik fortsättning nivå 2

Variabler

SymbolBetydelseEnhet
rrAbsolutbeloppet
vvArgumentetgrader eller radianer
nnExponenten, ett heltal
zzDet komplexa talet r(cos⁡v+isin⁡v)r(\cos v + i \sin v), med beloppet rr och argumentet vv

Enheterna i formlerna, och vad var och en mäter

Gäller när

  • nn är ett heltal, och är nn noll eller negativt måste z≠0z \neq 0. För andra exponenter är vänsterledet inte entydigt: z1/2z^{1/2} har två värden, de två kvadratrötterna, och högerledet ger bara den ena. Vilken beror på om argumentet skrivs vv eller v+360∘v + 360^{\circ}.

de Moivres formel i en bild

Potenser av ett komplext talDet komplexa talplanet med 3 pilar från origo. Den första, z, har längden 1 och vinkeln 30°. Varje ny potens vrids ytterligare 30°, så z³ har vinkeln 90° och är i.ReIm30°30°30°zz²z³ = i

När används de Moivres formel?

de Moivres formel gör det möjligt att räkna ut höga potenser av komplexa tal utan att multiplicera ihop parenteser. Med formeln blir till exempel (3+i)10(\sqrt{3} + i)^{10} en rad: beloppet är 22 och argumentet 30∘30^\circ, så potensen är 210(cos⁡300∘+isin⁡300∘)=512−5123 i2^{10}(\cos 300^\circ + i \sin 300^\circ) = 512 - 512\sqrt{3}\,i.

Den används också baklänges, för att hitta alla nn rötter till ett komplext tal skilt från noll, vilket ger nn punkter jämnt fördelade på en cirkel.

Exempel

Beräkna (cos⁡30∘+isin⁡30∘)3(\cos 30^{\circ} + i \sin 30^{\circ})^3.

Beloppet är ett, så det förblir ettrn=13=1r^n = 1^3 = 1
Multiplicera argumentet med tre3⋅30∘=90∘3 \cdot 30^{\circ} = 90^{\circ}
Sätt incos⁡90∘+isin⁡90∘=0+i\cos 90^{\circ} + i \sin 90^{\circ} = 0 + i

Svar: Svaret är ii.

Vanliga fel

  • Att upphöja argumentet i stället för att multiplicera det.
  • Att använda formeln på rektangulär form. Talet måste först skrivas i polär form.

Bygger på

Relaterade formler

Bergsten, M. (2026). de Moivres formel. Formelsamling.se. https://formelsamling.se/formel/de-moivres-formel/

Texten är fri att använda för undervisning och eget arbete under CC BY 4.0 (öppnas i ny flik). Ange formelsamling.se som källa.

Av Mats BergstenUppdaterad Källa: Skolverkets formelblad Ma4Rapportera fel
Ändringar på sidan (3)

  • Förtydligat: Sidan har nu en bild av exemplets tal och dess potenser i det komplexa talplanet, där varje potens vrids ytterligare 30 grader.

  • Rättat: Exemplet sa att (1+i)10(1+i)^{10} är en mardröm i rektangulär form. Exemplet är nu (3+i)10(\sqrt{3} + i)^{10}, som formeln ger exakt på en rad.
  • Förtydligat: Villkoret kräver nu z≠0z \neq 0 när nn är noll eller negativt, och förklarar varför nn måste vara ett heltal.