FEDERÁLNÍ AGENTURA PRO VZDĚLÁVÁNÍ
STÁTNÍ VZDĚLÁVACÍ INSTITUCE
VYŠŠÍ ODBORNÉ VZDĚLÁNÍ
"VORONEŽSKÁ STÁTNÍ PEDAGOGICKÁ UNIVERZITA"
KATEDRA AGLEBRA A GEOMETRIE
Komplexní čísla
(vybrané úkoly)
ABSOLVENTSKÁ KVALIFIKAČNÍ PRÁCE
odbornost 050201.65 matematika
(s další specializací 050202.65 informatika)
Vyplnil: student 5. ročníku
fyzikální a matematické
fakulta
Vědecký poradce:
VORONĚŽ – 2008
1. Úvod……………………………………………………...…………..…
2. Komplexní čísla (vybrané problémy)
2.1. Komplexní čísla v algebraickém tvaru………………….….
2.2. Geometrická interpretace komplexních čísel …………………………
2.3. Trigonometrický tvar komplexních čísel
2.4. Aplikace teorie komplexních čísel na řešení rovnic 3. a 4. stupně……………..……………………………………………………………………
2.5. Komplexní čísla a parametry ………………………………………….
3. Závěr……………………………………………………………………………………….
4. Seznam referencí………………………………………………………………………
1. Úvod
Ve školním vzdělávacím programu matematiky je teorie čísel zavedena na příkladech množin přirozená čísla, celý, racionální, iracionální, tzn. na množině reálných čísel, jejichž obrázky vyplňují celou číselnou řadu. Ale už v 8. třídě není dostatečná zásoba reálných čísel, řešení kvadratických rovnic se záporným diskriminantem. Zásobu reálných čísel bylo proto nutné doplnit pomocí komplexních čísel, pro která má smysl odmocnina ze záporného čísla.
Volba tématu „Komplexní čísla“ jako téma diplomky kvalifikační práce, spočívá v tom, že pojem komplexní číslo rozšiřuje znalosti studentů o číselných soustavách, o řešení široké třídy problémů algebraického i geometrického obsahu, o řešení algebraických rovnic libovolného stupně a o řešení úloh s parametry.
Tato práce se zabývá řešením 82 problémů.
První část hlavní části „Komplexní čísla“ obsahuje řešení problémů s komplexní čísla v algebraické formě jsou definovány operace sčítání, odčítání, násobení, dělení, operace konjugace pro komplexní čísla v algebraické formě, mocnina imaginární jednotky, modul komplexního čísla a pravidlo pro extrakci druhé odmocniny z je uvedeno i komplexní číslo.
V druhé části jsou řešeny problémy geometrické interpretace komplexních čísel ve formě bodů nebo vektorů komplexní roviny.
Třetí část zkoumá operace s komplexními čísly v goniometrickém tvaru. Použité vzorce jsou: Moivre a extrahování odmocniny komplexního čísla.
Čtvrtá část je věnována řešení rovnic 3. a 4. stupně.
Při řešení úloh v poslední části „Komplexní čísla a parametry“ jsou použity a konsolidovány informace uvedené v předchozích částech. Řada úloh v kapitole je věnována určování rodin čar v komplexní rovině definované rovnicemi (nerovnicemi) s parametrem. V části cvičení je potřeba řešit rovnice s parametrem (nad polem C). Existují úlohy, kde komplexní proměnná současně splňuje řadu podmínek. Zvláštností řešení úloh v této části je redukce řady z nich na řešení rovnic (nerovnic, soustav) druhého stupně, iracionální, goniometrické s parametrem.
Charakteristickým rysem prezentace materiálu v každé části je počáteční vstup teoretické základy, a následně jejich praktické uplatnění při řešení problémů.
Na konci práce je uveden seznam použité literatury. Většina z nich předkládá dostatečně podrobně a přístupným způsobem teoretický materiál, diskutuje o řešení některých problémů a zadává praktické úkoly k samostatnému řešení. Speciální pozornost Rád bych odkázal na takové zdroje jako:
1. Gordienko N.A., Belyaeva E.S., Firstov V.E., Serebryakova I.V. Komplexní čísla a jejich aplikace: Učebnice. . Materiál učební pomůcka prezentovány formou přednášek a praktických cvičení.
2. Shklyarsky D.O., Chentsov N.N., Yaglom I.M. Vybrané problémy a věty elementární matematiky. Aritmetika a algebra. Kniha obsahuje 320 problémů týkajících se algebry, aritmetiky a teorie čísel. Tyto úkoly se svým charakterem výrazně liší od standardních školních úkolů.
2. Komplexní čísla (vybrané problémy)
2.1. Komplexní čísla v algebraickém tvaru
Řešení mnoha problémů v matematice a fyzice spočívá v řešení algebraických rovnic, tzn. rovnice tvaru
,kde a0, a1, …, an jsou reálná čísla. Proto je studium algebraických rovnic jednou z nejdůležitějších otázek v matematice. Například kvadratická rovnice se záporným diskriminantem nemá žádné skutečné kořeny. Nejjednodušší takovou rovnicí je rovnice
.Aby tato rovnice měla řešení, je nutné rozšířit množinu reálných čísel přidáním kořene rovnice
.Označme tento kořen pomocí
. Tedy podle definice, resp.proto,
. nazývaná pomyslná jednotka. S jeho pomocí a pomocí dvojice reálných čísel se sestaví vyjádření tvaru.Výsledný výraz byl nazýván komplexními čísly, protože obsahoval reálné i imaginární části.
Komplexní čísla jsou tedy vyjádřením tvaru
, a jsou reálná čísla a je určitým symbolem, který splňuje podmínku . Číslo se nazývá reálná část komplexního čísla a číslo je jeho imaginární částí. K jejich označení se používají symboly .Komplexní čísla formuláře
![](https://i2.wp.com/mirznanii.com/images/15/67/8506715.png)
Komplexní čísla formuláře
se nazývají čistě imaginární. Dvě komplexní čísla tvaru a se říká, že jsou si rovna, pokud jsou jejich reálné a imaginární části stejné, tzn. pokud rovnost , .Algebraický zápis komplexních čísel umožňuje operace s nimi podle obvyklých pravidel algebry.
Online služba řešení rovnic vám pomůže vyřešit jakoukoli rovnici. Pomocí našich webových stránek získáte nejen odpověď na rovnici, ale také uvidíte podrobné řešení, tedy postupné zobrazení procesu získávání výsledku. Naše služba bude užitečná studentům středních škol a jejich rodičům. Studenti se budou moci připravit na testy a zkoušky, ověřit si své znalosti a rodiče budou moci sledovat řešení matematických rovnic svými dětmi. Schopnost řešit rovnice - povinný požadavek ke školákům. Služba vám pomůže vzdělávat se a zlepšovat své znalosti v oblasti matematických rovnic. S jeho pomocí můžete vyřešit libovolnou rovnici: kvadratickou, kubickou, iracionální, trigonometrické atd. Přínos služba online a je k nezaplacení, protože ke každé rovnici dostanete kromě správné odpovědi i podrobné řešení. Výhody řešení rovnic online. Jakoukoli rovnici můžete vyřešit online na našem webu zcela zdarma. Služba je zcela automatická, do počítače nemusíte nic instalovat, stačí zadat data a program vám nabídne řešení. Jakékoli chyby ve výpočtech nebo překlepy jsou vyloučeny. S námi je řešení jakékoli rovnice online velmi snadné, takže k řešení jakéhokoli druhu rovnic použijte naše stránky. Stačí pouze zadat údaje a výpočet bude dokončen během několika sekund. Program funguje samostatně, bez lidského zásahu a dostanete přesnou a podrobnou odpověď. Řešení rovnice v obecný pohled. V takové rovnici jsou proměnné koeficienty a požadované kořeny vzájemně propojeny. Nejvyšší mocnina proměnné určuje pořadí takové rovnice. Na základě toho se pro rovnice používají různé metody a věty k nalezení řešení. Řešení rovnic tohoto typu znamená nalezení potřebných kořenů v obecném tvaru. Naše služba vám umožňuje online řešit i ty nejsložitější algebraické rovnice. Můžete získat obecné řešení rovnice i konkrétní řešení pro číselné hodnoty koeficientů, které zadáte. K vyřešení algebraické rovnice na webu stačí správně vyplnit pouze dvě pole: levou a pravou stranu dané rovnice. Algebraické rovnice s proměnnými koeficienty mají nekonečný počet řešení a nastavením určitých podmínek se z množiny řešení vybírají dílčí. Kvadratická rovnice. Kvadratická rovnice má tvar ax^2+bx+c=0 pro a>0. Řešení kvadratických rovnic zahrnuje nalezení hodnot x, při kterých platí rovnost ax^2+bx+c=0. Chcete-li to provést, najděte diskriminační hodnotu pomocí vzorce D=b^2-4ac. Je-li diskriminant menší než nula, pak rovnice nemá reálné kořeny (kořeny jsou z oboru komplexních čísel), je-li roven nule, pak má rovnice jeden reálný kořen, a je-li diskriminant větší než nula , pak má rovnice dva reálné kořeny, které najdeme podle vzorce: D = -b+-sqrt/2a. Chcete-li vyřešit kvadratickou rovnici online, stačí zadat koeficienty rovnice (celá čísla, zlomky nebo desetinná místa). Pokud rovnice obsahuje znaménka odčítání, musíte před odpovídající členy rovnice vložit znaménko mínus. Kvadratickou rovnici můžete řešit online v závislosti na parametru, tedy proměnných v koeficientech rovnice. Naše online služba pro hledání obecných řešení si s tímto úkolem dobře poradí. Lineární rovnice. Pro řešení lineární rovnice(neboli soustav rovnic) se v praxi používají čtyři hlavní metody. Každou metodu podrobně popíšeme. Substituční metoda. Řešení rovnic pomocí substituční metody vyžaduje vyjádření jedné proměnné z hlediska ostatních. Poté se výraz dosadí do jiných rovnic soustavy. Odtud název metody řešení, tedy místo proměnné je její výraz nahrazen zbývajícími proměnnými. V praxi metoda vyžaduje složité výpočty, i když je snadno pochopitelná, takže řešení takové rovnice online pomůže ušetřit čas a usnadní výpočty. Stačí uvést počet neznámých v rovnici a vyplnit údaje z lineárních rovnic, poté služba provede výpočet. Gaussova metoda. Metoda je založena na nejjednodušších transformacích systému za účelem dosažení ekvivalentního trojúhelníkového systému. Z něj se určují neznámé jedna po druhé. V praxi je potřeba takovou rovnici řešit online s podrobným popisem, díky kterému dobře porozumíte Gaussově metodě řešení soustav lineárních rovnic. Zapište soustavu lineárních rovnic ve správném formátu a vezměte v úvahu počet neznámých, abyste soustavu přesně vyřešili. Cramerova metoda. Tato metoda řeší soustavy rovnic v případech, kdy soustava má jednoznačné řešení. Hlavním matematickým úkonem je zde výpočet maticových determinantů. Řešení rovnic pomocí Cramerovy metody se provádí online, výsledek obdržíte okamžitě s úplným a podrobným popisem. Stačí systém naplnit koeficienty a vybrat počet neznámých proměnných. Maticová metoda. Tato metoda spočívá ve sběru koeficientů neznámých v matici A, neznámých ve sloupci X a volných členů ve sloupci B. Systém lineárních rovnic je tedy redukován na maticovou rovnici ve tvaru AxX = B. Tato rovnice má jednoznačné řešení pouze tehdy, je-li determinant matice A odlišný od nuly, jinak systém nemá řešení, nebo má nekonečný počet řešení. Řešení rovnic pomocí maticové metody zahrnuje nalezení inverzní matice A.
Výrazy, rovnice a soustavy rovnic
s komplexními čísly
Dnes si v hodinách procvičíme typické operace s komplexními čísly a také si osvojíme techniku řešení výrazů, rovnic a soustav rovnic, které tato čísla obsahují. Tento workshop je pokračováním lekce, a proto pokud se v tématu dobře neorientujete, přejděte prosím na výše uvedený odkaz. Pro připravenější čtenáře doporučuji, abyste se hned zahřáli:
Příklad 1
Zjednodušte výraz , Pokud . Reprezentujte výsledek v goniometrickém tvaru a vykreslete jej do komplexní roviny.
Řešení: takže musíte zlomek nahradit „strašným“ zlomkem, provést zjednodušení a převést výsledek komplexní číslo PROTI trigonometrický tvar. Plus kresba.
Jaký je nejlepší způsob, jak formalizovat rozhodnutí? Je výhodnější zabývat se „sofistikovaným“ algebraickým výrazem krok za krokem. Za prvé je pozornost méně rozptýlena a za druhé, pokud není úkol přijat, bude mnohem snazší najít chybu.
1) Nejprve zjednodušíme čitatele. Dosadíme do něj hodnotu, otevřeme závorky a upravíme účes:
...Ano, takový Quasimodo vzešel z komplexních čísel...
Připomínám, že při transformacích se používají úplně jednoduché věci - pravidlo násobení polynomů a rovnost, která se již stala banální. Hlavní je být opatrný a nenechat se zmást znameními.
2) Nyní přichází na řadu jmenovatel. Pokud , pak:
Všimněte si, v jaké neobvyklé interpretaci se používá vzorec čtvercového součtu. Případně můžete provést přeuspořádání zde podvzorec Výsledky budou přirozeně stejné.
3) A nakonec celý výraz. Pokud , pak:
Chcete-li se zlomku zbavit, vynásobte čitatel a jmenovatel sdruženým výrazem jmenovatele. Zároveň pro účely aplikace vzorce čtvercového rozdílu musí nejprve (a už je to nutnost!) dejte zápornou skutečnou část na 2. místo:
A teď hlavní pravidlo:
NESPĚCHÁME! Je lepší hrát na jistotu a udělat krok navíc.
Ve výrazech, rovnicích a soustavách s komplexními čísly, troufalé slovní výpočty napínavější než kdy jindy!
V posledním kroku došlo k dobrému snížení a to je jen skvělé znamení.
Poznámka : přísně vzato, zde došlo k dělení komplexního čísla komplexním číslem 50 (to si pamatujte). O této nuanci jsem dosud mlčel a budeme o tom mluvit o něco později.
Označme náš úspěch písmenem
Uveďme získaný výsledek v trigonometrickém tvaru. Obecně řečeno, zde se můžete obejít bez výkresu, ale protože je to vyžadováno, je poněkud racionálnější to udělat právě teď:
Vypočítejme modul komplexního čísla:
Pokud kreslíte na stupnici 1 jednotky. = 1 cm (2 buňky notebooku), pak lze získanou hodnotu snadno zkontrolovat pomocí běžného pravítka.
Pojďme najít argument. Protože se číslo nachází ve 2. souřadnicové čtvrtině, pak:
Úhel lze snadno zkontrolovat pomocí úhloměru. To je nepochybná výhoda kresby.
Tedy: – požadovaný počet v trigonometrickém tvaru.
Pojďme zkontrolovat:
, což bylo to, co bylo potřeba ověřit.
Je vhodné najít pomocí neznámých hodnot sinus a kosinus trigonometrická tabulka.
Odpovědět:
Podobný příklad pro nezávislé řešení:
Příklad 2
Zjednodušte výraz , Kde . Nakreslete výsledné číslo na komplexní rovinu a zapište ho v exponenciálním tvaru.
Pokuste se nepřeskočit tutoriály. Mohou se zdát jednoduché, ale bez tréninku je „dostat se do louže“ nejen snadné, ale velmi snadné. Proto to „dostaneme do rukou“.
Problém má často více než jedno řešení:
Příklad 3
Spočítejte, pokud,
Řešení: v první řadě si dejte pozor na původní podmínku - jedno číslo je uvedeno v algebraickém a druhé v goniometrickém tvaru a dokonce i se stupni. Okamžitě to přepišme do známější podoby: .
Jakou formou by měly být výpočty provedeny? Výraz samozřejmě zahrnuje první násobení a další zvýšení na 10. mocninu Moivreův vzorec, který je formulován pro trigonometrický tvar komplexního čísla. Zdá se tedy logičtější převést první číslo. Pojďme najít jeho modul a argument:
Používáme pravidlo pro násobení komplexních čísel v goniometrickém tvaru:
pokud, tak
Když zlomek uděláme správně, dojdeme k závěru, že můžeme „otočit“ 4 otáčky ( rád.):
Druhé řešení je převést 2. číslo do algebraického tvaru , proveďte násobení v algebraickém tvaru, převeďte výsledek do goniometrického tvaru a použijte Moivreův vzorec.
Jak vidíte, existuje jedna akce „navíc“. Ti, kteří si přejí, mohou rozhodnutí dokončit a ujistit se, že výsledky jsou stejné.
Podmínka neříká nic o tvaru konečného komplexního čísla, takže:
Odpovědět:
Ale „pro krásu“ nebo na vyžádání, výsledek není těžké si představit v algebraické podobě:
Na vlastní pěst:
Příklad 4
Zjednodušte výraz
Zde si musíme pamatovat akce s tituly, i když v návodu není jedno užitečné pravidlo, zde je: .
A ještě jedna důležitá poznámka: příklad lze řešit ve dvou stylech. První možností je pracovat s dvačísla a být v pořádku se zlomky. Druhou možností je reprezentovat každé číslo jako podíl dvou čísel: A zbavit se čtyřpatrové struktury. Z formálního hlediska je jedno, jak se rozhodnete, ale je tu podstatný rozdíl! Dobře si promyslete:
je komplexní číslo;
je podíl dvou komplexních čísel ( a ), ale v závislosti na kontextu můžete také říci toto: číslo reprezentované jako podíl dvou komplexních čísel.
Krátké řešení a odpověď na konci lekce.
Výrazy jsou dobré, ale rovnice jsou lepší:
Rovnice s komplexními koeficienty
Jak se liší od „běžných“ rovnic? šance =)
Ve světle výše uvedeného komentáře začněme tímto příkladem:
Příklad 5
Vyřešte rovnici
A bezprostřední preambule „v patách“: zpočátku pravá část rovnice je umístěna jako podíl dvou komplexních čísel (a 13), a proto by bylo špatné přepisovat podmínku číslem (ačkoli to nezpůsobí chybu). Tento rozdíl je mimochodem jasněji viditelný ve zlomku - pokud, relativně vzato, pak je tato hodnota primárně chápána jako "plný" komplexní kořen rovnice, a ne jako dělitel čísla a zvláště ne jako část čísla!
Řešení, v zásadě lze také uspořádat krok za krokem, ale v v tomto případě hra nestojí za svíčku. Počátečním úkolem je zjednodušit vše, co neobsahuje neznámé „z“, čímž se rovnice zredukuje do tvaru:
S jistotou zjednodušujeme střední zlomek:
Výsledek přeneseme na pravou stranu a najdeme rozdíl:
Poznámka
: a opět upozorňuji na smysluplný bod - zde jsme neodečítali číslo od čísla, ale přinesli zlomky do Společným jmenovatelem! Je třeba poznamenat, že již v průběhu řešení není zakázáno pracovat s čísly: , nicméně v uvažovaném příkladu je tento styl spíše škodlivý než užitečný =)
Podle pravidla proporce vyjadřujeme „zet“:
Nyní můžete znovu dělit a násobit konjugátem, ale podezřele podobná čísla v čitateli a jmenovateli naznačují další krok:
Odpovědět:
Pro kontrolu dosaďte výslednou hodnotu na levou stranu původní rovnice a proveďte zjednodušení:
– získá se pravá strana původní rovnice, tedy kořen je nalezen správně.
...teď, teď... najdu pro vás něco zajímavějšího... tady to máte:
Příklad 6
Vyřešte rovnici
Tato rovnice se redukuje na tvar , což znamená, že je lineární. Myslím, že nápověda je jasná – jděte do toho!
Samozřejmě... jak můžete žít bez něj:
Kvadratická rovnice s komplexními koeficienty
Na lekci Komplexní čísla pro figuríny dozvěděli jsme se, že kvadratická rovnice s reálnými koeficienty může mít konjugované komplexní kořeny, načež vyvstává logická otázka: proč vlastně samotné koeficienty nemohou být komplexní? Dovolte mi formulovat obecný případ:
Kvadratická rovnice s libovolnými komplexními koeficienty (z nichž 1 nebo 2 nebo všechny tři mohou být zejména platné) Má to dva a jen dva komplexní kořen (možná jeden nebo oba platné). Zároveň kořeny (skutečné i s nenulovou imaginární částí) může se shodovat (být násobky).
Kvadratická rovnice s komplexními koeficienty je řešena pomocí stejného schématu jako "školní" rovnice, s některými rozdíly v technice výpočtu:
Příklad 7
Najděte kořeny kvadratické rovnice
Řešení: imaginární jednotka je na prvním místě a v zásadě se jí můžete zbavit (vynásobením obou stran) k tomu však není žádná zvláštní potřeba.
Pro usnadnění zapisujeme koeficienty:
Neztraťme „mínus“ bezplatného člena! ...To nemusí být každému jasné - přepíšu rovnici do standardního tvaru :
Pojďme vypočítat diskriminant:
A zde je hlavní překážka:
Aplikace obecného vzorce pro extrakci kořene (viz poslední odstavec článku Komplexní čísla pro figuríny)
komplikovaný vážnými obtížemi spojenými s radikálním argumentem komplexních čísel (podívej se sám). Existuje však i jiný, „algebraický“ způsob! Kořen budeme hledat ve tvaru:
Udělejme čtverec na obě strany:
Dvě komplexní čísla jsou si rovna, pokud se jejich skutečná a imaginární část rovnají. Dostaneme tedy následující systém:
Systém je jednodušší řešit výběrem (důkladnější způsob je vyjádřit z 2. rovnice - dosadit do 1., získat a vyřešit bikvadratickou rovnici). Za předpokladu, že autorem problému není monstrum, předkládáme hypotézu, že a jsou celá čísla. Z 1. rovnice vyplývá, že „x“ modulo více než "Y". Kromě, pozitivní produkt nám říká, že neznámé mají stejné znaménko. Na základě výše uvedeného a se zaměřením na 2. rovnici zapíšeme všechny dvojice, které se s ní shodují:
Je zřejmé, že 1. rovnici soustavy splňují poslední dvě dvojice, tedy:
Průběžná kontrola by neuškodila:
což bylo to, co bylo potřeba zkontrolovat.
Můžete si vybrat jako „pracovní“ kořen žádný význam. Je jasné, že je lepší vzít verzi bez „proti“:
Nacházíme kořeny, mimochodem nezapomínáme, že:
Odpovědět:
Zkontrolujme, zda nalezené kořeny splňují rovnici :
1) Nahradíme:
opravdová rovnost.
2) Nahradíme:
opravdová rovnost.
Řešení bylo tedy nalezeno správně.
Na základě problému, o kterém jsme právě diskutovali:
Příklad 8
Najděte kořeny rovnice
Je třeba poznamenat, že druhá odmocnina z čistě komplexníčísla lze snadno extrahovat pomocí obecného vzorce , Kde
, takže v ukázce jsou uvedeny obě metody. Druhá užitečná poznámka se týká skutečnosti, že předběžná extrakce odmocniny konstanty řešení vůbec nezjednodušuje.
Nyní můžete relaxovat - v tomto příkladu vám unikne mírné zděšení :)
Příklad 9
Vyřešte rovnici a zkontrolujte
Řešení a odpovědi na konci lekce.
Poslední odstavec článku je věnován
soustava rovnic s komplexními čísly
Uvolněme se a...nenapínajme se =) Uvažujme nejjednodušší případ – soustavu dvou lineárních rovnic se dvěma neznámými:
Příklad 10
Řešte soustavu rovnic. Prezentujte odpověď v algebraické a exponenciální formě, znázorněte kořeny v kresbě.
Řešení: podmínka sama o sobě naznačuje, že systém má jedinečné řešení, to znamená, že musíme najít dvě čísla, která vyhovují ke každému rovnice systému.
Systém lze skutečně řešit „dětským“ způsobem (vyjádřit jednu proměnnou pomocí druhé)
, nicméně použití je mnohem pohodlnější Cramerovy vzorce. Pojďme počítat hlavní determinant systémy:
, což znamená, že systém má jedinečné řešení.
Opakuji, že je lepší nespěchat a rozepsat kroky co nejpodrobněji:
Čitatele a jmenovatele vynásobíme imaginární jednotkou a dostaneme 1. odmocninu:
Rovněž:
Získají se odpovídající pravé strany atd.
Udělejme nákres:
Představme si kořeny v exponenciální formě. Chcete-li to provést, musíte najít jejich moduly a argumenty:
1) – arkustangens „dva“ se počítá „špatně“, takže to necháme takto:
Používání rovnic je v našich životech velmi rozšířené. Používají se v mnoha výpočtech, stavbě konstrukcí a dokonce i ve sportu. Člověk používal rovnice ve starověku a od té doby se jejich používání jen zvyšuje. Pro přehlednost vyřešme následující problém:
Vypočítejte \[ (z_1\cdot z_2)^(10),\], pokud \
Nejprve si dejte pozor na to, že jedno číslo je uvedeno v algebraickém tvaru, druhé v goniometrickém tvaru. Je třeba jej zjednodušit a převést do následující podoby
\[ z_2 = \frac(1)(4) (\cos\frac(\pi)(6)+i\sin\frac(\pi)(6)).\]
Výraz \ říká, že nejprve provedeme násobení a zvýšení na 10. mocninu pomocí Moivreho vzorce. Tento vzorec je formulován pro trigonometrický tvar komplexního čísla. Dostaneme:
\[\begin(vmatrix) z_1 \end(vmatrix)=\sqrt ((-1)^2+(\sqrt 3)^2)=\sqrt 4=2\]
\[\varphi_1=\pi+\arctan\frac(\sqrt 3)(-1)=\pi\arctan\sqrt 3=\pi-\frac(\pi)(3)=\frac(2\pi)( 3)\]
Podle pravidel pro násobení komplexních čísel v goniometrickém tvaru uděláme následující:
V našem případě:
\[(z_1+z_2)^(10)=(\frac(1)(2))^(10)\cdot(\cos (10\cdot\frac(5\pi)(6))+i\sin \cdot\frac(5\pi)(6)))=\frac(1)(2^(10))\cdot\cos \frac(25\pi)(3)+i\sin\frac(25\ pi)(3).\]
Upravením zlomku \[\frac(25)(3)=8\frac(1)(3)\] dojdeme k závěru, že můžeme „otočit“ 4 otáčky \[(8\pi rad.): \]
\[ (z_1+z_2)^(10)=\frac(1)(2^(10))\cdot(\cos \frac(\pi)(3)+i\sin\frac(\pi)(3 ))\]
Odpověď: \[(z_1+z_2)^(10)=\frac(1)(2^(10))\cdot(\cos \frac(\pi)(3)+i\sin\frac(\pi) (3))\]
Tato rovnice může být vyřešena jiným způsobem, který se scvrkává na převedení 2. čísla do algebraického tvaru, pak provedení násobení v algebraickém tvaru, převedení výsledku do goniometrického tvaru a použití Moivreova vzorce:
Kde mohu vyřešit systém rovnic s komplexními čísly online?
Systém rovnic můžete vyřešit na našem webu https://site. Bezplatný online řešitel vám umožní řešit online rovnice jakékoli složitosti během několika sekund. Vše, co musíte udělat, je jednoduše zadat svá data do řešitele. Na našem webu si také můžete prohlédnout video návod a naučit se rovnici řešit. A pokud máte další otázky, můžete je položit v naší skupině VKontakte http://vk.com/pocketteacher. Přidejte se k naší skupině, vždy vám rádi pomůžeme.