Với mọi số thực θ và số nguyên n, (cosθ+isinθ)n=cos(nθ)+isin(nθ).
Vì sao đúng?
cosθ+isinθ chỉ là điểm trên đường tròn đơn vị ứng với góc θ. Nhân hai điểm như vậy với nhau sẽ cộng các góc lại — đó là ý nghĩa hình học của phép nhân số phức — nên lấy một điểm lũy thừa n sẽ quay nó nhanh gấp n lần, rơi đúng vào góc nθ.
Phác thảo chứng minh
Quy nạp theo n≥0, dùng công thức cộng góc cos(a+b)=cosacosb−sinasinb và sin(a+b)=sinacosb+cosasinb để chỉ ra (cosθ+isinθ)k+1=(cosθ+isinθ)k(cosθ+isinθ) rút gọn thành cos((k+1)θ)+isin((k+1)θ); trường hợp n âm suy từ (cosθ+isinθ)−1=cosθ−isinθ=cos(−θ)+isin(−θ).