Просто был вопрос - почему его подставляют в формулу с cos и sin?
Как я вопрос понял, так и объяснил.
Просто z = r * (cos fi + i * sin fi)
Поэтому, с учетом периода cos и sin, fi может быть как, например, a, так и 2pi + a, 4pi + a, -2pi + a и так далее. Просто удобнее всего брать минимальный по модулю аргумент.
arctg (y/x) - pi и arctg (y/x) + pi как раз на 2pi и различаются.