Тема 7. Мнимая единица. Комплексные числа. Действия над комплексными числами
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

1) Мнимая единица. Степень мнимой единицы.

2) Множество комплексных чисел, их геометрическая интерпретация

3) Модуль и аргумент комплексного числа.

4) Действия над комплексными числами в алгебраической форме (сложение, вычитание, умножение, деление, возведение во вторую и третью степень).

5) Элементарные вычисления с помощью МК.

 

х2 + 4 = 0       х2 = - 4          во множестве R решений нет

                     

Обозначим:

 

   

 

Множество действительных чисел и мнимая единица составляют множество комплексных чисел, тогда

 

i 23 = i 3 = - i                (23 : 4 = 4  5 + 3)

 

i 23 = i 20  i 3 = 1  (-i) = - i

 

i 48 = i 0 = 1      i 10  i 8 i 2  = 1 (-1) = -1 i 14 = i 2 = - 1            i 25 = i 1 = i

 

i 103 = i 3 = - i             2 i 3 - 7 i 8 + 5 i 9 + 4 i 10 = - 2 i - 7 + 5 i - 4 = - 11 + 3 i

 

Число Z = a + b i - комплексное число (алгебраическая форма записи)

а - действительная часть числа

b i - мнимая часть числа

a + b i = a1  + b1 i         если а = а1 b = b1

 

a + b i  и  a - b i называются сопряженными
 

 

Например

 

2 - 3 i и 2 + 3 i

 

- 4 - i и - 4 + i ,    т. е. отличаются знаком перед мнимой частью

 

Числа a + b i  и - a - b i   называются противоположными
 

 

Например

 

- 3 - 4 i и 3 + 4 i

 

- 5 + 2 i и 5 - 2 i ,    т.е. отличаются знаками и перед мнимой и перед действительной частями

Комплексные числа изображаются геометрически точкой (a; b) или радиусом - вектором, проведенным к этой точке из начала координат

(-2;3)
0
-2
3
x
y
z4
z3
z2
5i
2
-3
-4i
z1

Z 1 = 5i Z 2 = 2 Z 3 = - 3i           Z 4 = - 4i
-4
3
0
(3;-4)

Z = 3 - 4 i        Z = - 2 + 3 i

 

Изобразите числа:

 

Z = - 7 + 2 i                             Z = - 9 - i

 

Z = - 1 - 4 i                             Z = 12

 

Z = - 5 i                                  Z = 6 i

 

Z = - 4                                   Z = - 3 - 2 i

 

Итак: a + bi

r
r
r
(-a;b)
(a;b)
(a;-b)
(-a;-b)
r
a  OX                                                                                                                     I ч j > 0 острый

 

b  OY                                                                                                II ч j > 0 тупой j = 180 0 - j1

 

             III ч j < 0; тупой j = - (180 0 - j1)

 

                                              IV ч j < 0; острый

 

 

 – модуль комплексного числа

 аргумент комплексного числа

 

Найти модуль и аргумент комплексного числа:

 

2
5
x
0
y
а) Z = 5 + 2 i

 

   

 

-3
7
x
0
y
б)  Z = - 3 + 7 i

 

 

 

 

-5
0
-1
x
y

в) Z = - 5 - i

 

     

3
-5
0
x
y

 

г) Z = 3 - 5 i

 

      

 

 

Для чисел, состоящих только из мнимой или только действительной частей нахождение  и     упрощается:

 

2
x
y
0
1) Z = 2             

 

2 = 2 + 0i                 Число находится на "ОХ"

 

3
y
0
x

2) Z = 3i                               

 

3i = 0 + 3i                          Число находится на "ОУ"

 

 

-4
y
0
x

3) Z = - 4         

 

  Число находится на "ОХ" (влево)

 

-7
y
0
x
4) Z = - 7 i

 

 Число находится на "ОУ" (вниз)

Рассмотрим действия над числами

Сложение

Z 1 + Z 2 = (a 1 + b 1 i) + (a 2 + b 2 i) = a 1 + b 1 i + a 2 + b 2 i = (a 1  + a 2) + (b 1 + b 2) i

 

Вычитание

Z 1 - Z 2 = (a 1 + b 1 i) - (a 2 + b 2 i) = a 1 + b 1 i - a 2 - b 2 i = (a 1  - a 2) + (b 1 - b 2) i

Умножение

Z 1 Z 2 = (a 1 + b 1 i) (a 2 + b 2 i) = a 1  a 2 + b 1 а 2 i + a 1 b 2 i + b 1 b 2 i 2 =

 

= a 1 a 2  + i (b 1 а 2  + a 1 b 2) - b 1 b 2 = (a 1 a 2  - b 1 b 2) + (b 1 а 2  + a 1 b 2) i

Например

1) (3 - 5 i) (- 3 + i) = - 9 + 15 i + 3 i - 5 i 2 = - 9 +18 i + 5 = - 4 + 18i;

 

                             т.к. i 2 = - 1, то -5 (-1) = 5

 

 

2) (2 - 3 i) (2 + 3 i) = 4 - 9 i 2 = 4 + 9 = 13

 

 

( a + b i ) ( a - b i ) = a 2 - b 2  i 2   = a 2 + b 2

( a + b i ) ( a - b i ) = a 2 + b 2

 Сумма квадратов

 

Сумма квадратов разлагается на множители только во множестве комплексных чисел



Деление

 

 

конкретно на примере:

 

 

Возведение в квадрат, куб (используем формулы сокращенного умножения)

 

Z = ( a + b i ) 2 = a 2 + 2 a b i + b 2 i 2 = a 2 + 2 a b i - b 2;

 

например:

 

1)  ( - 4 + i ) 2 = 16 - 8 i + i 2 = 16 - 8 i - 1 = 15 - 8 i

 

2)  ( 2 - 3 i ) 3 = 8 - 3 22 3 i + 3 2 ( - 3 i ) 2 - 27 i 3 = 8 - 36 i + 54 i 2 - 27 i 3 =

 

                        = 8 - 36 i - 54 + 27 i = - 46 - 9 i

 

Выполнить действия

 

 

при этих действиях использованы правила: i 3 = - i; i 2 = - 1; ( a - b ) 2 = a 2 - 2 a b + b 2 , а теперь разделим, для этого умножим знаменатель на сопряженное ему число ( - 5 + 12 i) , а чтобы дробь не изменилась умножаем и числитель на это число, т.е.

 

 

 

Тема 8. Размещения, перестановки, сочетания. Классическое определение вероятности.

Дата: 2019-04-23, просмотров: 265.