Excel関数 逆引き集 | 複素数の絶対値 → IMABS

Excel
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概要

IMABS 関数は、「複素数の絶対値(大きさ)」を求める関数です。
複素数 (a+bi) の絶対値は、座標平面でいう「原点からその点までの距離」にあたります。

数学的には次の式で表されます。

a+bi=a2+b2

Excel の IMABS は、この計算を自動でやってくれるイメージです。


IMABS 関数の基本

書式と意味

=IMABS(複素数)

複素数 には、次のようなものを渡せます。

  • "3+4i" のような文字列
  • "5-2j" のように j を使った複素数
  • COMPLEX 関数が返した複素数

代表的な例は次の通りです。

=IMABS("3+4i")          ' → 5    (√(3^2+4^2)=5)
=IMABS("5-12i")         ' → 13   (√(5^2+12^2)=13)
=IMABS(COMPLEX(3,4))    ' → 5

実数部を x、虚数部を y とすると、
「IMABS は √(x^2 + y^2) を計算してくれる」と覚えると分かりやすいです。


幾何学的なイメージ

ベクトルの長さとしての絶対値

複素数 (a+bi) を、平面上の点(a, b)とみなすと、
IMABS は「原点 (0,0) から (a,b) までの距離」を返していることになります。

例えば、"3+4i" は座標 (3,4) に相当するので、

  • x 方向に 3
  • y 方向に 4

原点からの距離は、

32+42=5

となり、IMABS(“3+4i”) が 5 を返す理由が腑に落ちてきます。

電気回路・信号処理などでは、
「複素インピーダンスの大きさ」「複素振幅の大きさ」として使う場面が多いです。


COMPLEX と組み合わせた使い方

実数部・虚数部から絶対値を求める

実数部と虚数部が別々のセルに入っているとき、
COMPLEX で複素数を作って IMABS に渡す、という流れが定番です。

=IMABS(COMPLEX(A2,B2))

A2 に実数部、B2 に虚数部が入っているとします。

例えば、

  • A2 = 3
  • B2 = 4

の場合、=IMABS(COMPLEX(3,4)) の結果は 5 になります。

実数だけの場合

実数だけ(虚数部 0)の複素数、つまり "5""−3" のような値に対しては、
絶対値は普通の実数の絶対値と同じになります。

=IMABS("5")      ' → 5
=IMABS("-3")     ' → 3

「虚数部が 0 の複素数」と見なして計算されます。


挙動と注意点

引数は「複素数として解釈できる文字列」

IMABS の引数は、「複素数として解釈できる形式」である必要があります。

使用できる形式の例:

=IMABS("3+4i")    ' OK
=IMABS("5-2j")    ' OK
=IMABS("10i")     ' OK(実数部 0)
=IMABS("7")       ' OK(虚数部 0)

エラーになる例:

=IMABS("abc")     ' → #NUM!(複素数として解釈できない)

虚数単位は小文字の i または j だけが有効です。
大文字の IJ、その他の文字を使うとエラーの原因になります。


コード例・テンプレート

文字列で書かれた複素数の絶対値を求める

=IMABS("3+4i")      ' → 5
=IMABS("5-12i")     ' → 13
=IMABS("10j")       ' → 10

実数部・虚数部がセルに入っている場合

=IMABS(COMPLEX(A2,B2))

A2 に実数部、B2 に虚数部が入っている前提です。

複素数がセルに入っている場合

=IMABS(A2)

A2 に「3+4i」「5-2j」などの複素数文字列が入っているとき、その絶対値を求めます。


例題

問題1

セルに "3+4i" という文字列が入っています。
この複素数の絶対値を IMABS で求める式を書いてください。
(結果がいくつになるかも答えてください)

答えの例

=IMABS("3+4i")

結果は 5 です(√(3^2+4^2)=5)。


問題2

A2 に "5-12i" という文字列が入っています。
この複素数の絶対値を求める式を書いてください。
(結果がいくつになるかも答えてください)

答えの例

=IMABS(A2)

結果は 13 です(√(5^2+12^2)=13)。


問題3

B2 に実数部、C2 に虚数部が入っています。
この 2 つから COMPLEX で複素数を作り、その絶対値を IMABS で求める式を書いてください。

答えの例

=IMABS(COMPLEX(B2,C2))

問題4

セルに "10j" という文字列が入っています。
この複素数の絶対値を IMABS で求める式と、その結果を答えてください。

答えの例

=IMABS("10j")

実数部 0、虚数部 10 なので、結果は 10 です。


問題5

IMABS に "abc" を渡した場合、どのような結果になるか、エラーの種類と理由を答えてください。
式の形も書いてください。

答えの例

=IMABS("abc")

この式は #NUM! エラーになります。
“abc” は「3+4i」「5-2j」のような“複素数として解釈できる形式”ではないためです。

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