liczby zespolone
Kuba: Dzień dobry, na razie miałem jeden wykład z liczb zespolonych i za bardzo nie wiem jeszcze jak
rozwiązywać z nich zadania.
zadanie brzmi:
W zbiorze liczb zespolonych rozwiąż:
z
2+ 3 ̄z= 0;
Czy ktoś mógłby mi wyjaśnić jak to się robi?
Z góry dziękuję za odpowiedź
9 lut 09:22
PW: Widać, że liczba z
0=0 jest rozwiązaniem.
Dla pozostałych
z po pomnożeniu stronami przez z otrzymamy równanie równoważne
z
3+3zz̅=0
z
3+3|z|
2=0
(1) z
3=−3|z|
2
Prawa strona równania jest liczbą rzeczywistą, więc i lewa taka być musi. Jest oczywiste, że
liczba rzeczywista (−3) jest rozwiązaniem.
Jeżeli liczba
z nie jest rzeczywista, to w postaci trygonometrycznej
z=|z|(cosφ+isinφ),
a więc
z
3=|z|
3(cos3φ+isin3φ)
i równanie (1) przyjmie postać
|z|
3(cos3φ+isin3φ)=−3|z|
2
|z|(cos3φ+isin3φ)=3(−1)
|z|(cos3φ+isin3φ)=3(cosπ+isinπ),
skąd
czyli
Sprawdźmy na wszelki wypadek ostatnie rozwiązanie:
| 9 | | 3 | | 9 | | 9 | |
z2+3z̅= |
| (1+2√3i−3)+3. |
| (1−√3 i)= |
| (−2+2√3i)+ |
| (1−√3i)= |
| 4 | | 2 | | 4 | | 2 | |
| 9 | | 9 | |
= |
| ((−1+√3i)+ |
| (1− √3i)=0. |
| 2 | | 2 | |
| 3 | |
Odpowiedź: Rozwiązaniami równania są trzy liczby: 0, −3 , |
| (1+√3 i) |
| 2 | |
Trudne równanie dla początkującego, zwłaszcza że
wydaje się być równaniem kwadratowym,
a więc spodziewalibyśmy się dwóch rozwiązań.
9 lut 10:58
PW: Coś mnie tknęło, że nie rozwiązałem dobrze korzystając z postaci trygonometrycznej (zgubiłem
jedno z rozwiązań, nie będę tłumaczył jak to się stało).
Zróbmy więc metodą najprostszą − podstawiając
z=x+iy
z
2=x
2+2xyi+(iy)
2=x
2+2xyi−y
2
z̅=x−iy
Mamy więc rozwiązać równanie
x
2−y
2+2xyi+3x−3yi=0,
a więc właściwie układ równań (część rzeczywista i urojona muszą być jednocześnie równe zeru):
Z drugiego
y(2x−3)=0,
zatem
(1) y=0
lub
(1) oznacza, że liczba z jest rzeczywista; po podstawieniu do pierwszego z równań układu
otrzymamy
x
2−3x=0 ⇔ x=0 ∨ x=3.
Podstawienie (2) daje
Daje to
dwa następne rozwiązania:
| 3 | | 3√3 | | 3 | | 3√3 | |
|
| + |
| i, |
| − |
| i |
| 2 | | 2 | | 2 | | 2 | |
| 3 | | 3 | |
|
| (1+√3 i), |
| (1−√3 i) |
| 2 | | 2 | |
Sam sprawdź to czwarte rozwiązanie.
9 lut 11:50