|
тригонометрической и показательной формах ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4
Пусть даны комплексныt числа , , . В показательной и тригонометрической формах записи их можно сравнивать, умножать на число, сопрягать, перемножать, делить, возводить в степень и извлекать из них корни. Рассмотрим эти действия подробнее.
11.3.1 Два комплексных числа равны, когда их модули равны и аргументы отличаются на число, кратное . В противном случае комплексные числа различные; 11.3.2 При умножении комплексного числа на действительное число получается число, модуль которого равен | |×|z| и аргумент при >0 не изменяется либо при <0 увеличивается на , 11.3.3 При сопряжении комплексного числа получится число с тем же модулем, но с аргументом противоположного знака, т.е его модуль не меняется, а аргумент изменит знак (либо вычитается из ); 11.3.4 При умножении числа комплексного числа на число получается число, модуль которого получается умножением модуля числа на модуль числа , аргумент получается сложением аргумента числа с аргументом числа , т.е. при умножении двух комплексных чисел их модули перемножаются а аргументы складываются;
11.3.5 При делении числа на ненулевое число получается число, модуль которого получается делением модуля числа на модуль числа , аргумент получается вычитанием из аргумента числа аргумента числа , , т.е. при делении двух комплексных чисел их модули делятся а аргументы вычитаются;
11.3.6 При возведении в натуральную степень n комплексного числа получается комплексное число, модуль которого является n –й степенью модуля числа z и аргумент получается умножением аргумента числа z на натуральное число n, (23) - Формула Муавра; 11.3.7 При извлечении корня степени , из комплексного числа получается множество комплексных чисел, модули которых являются корнем степени n из модуля числа z, аргумент каждого получается подстановкой целого числа k в выражение , , (24) – Формула Муавра – Лапласа. Среди корней степени , из комплексного числа z, различных чисел ровно n штук. Они получаются подстановкой последовательно n целых чисел (например к =0, 1, 2, …, n -1) в формулу (24). Такие комплексные числа лежат на одной окружности радиуса с центром в начале координат и являются вершинами вписанного в такую окружность правильного n - угольника с поворотом начальной вершины на угол (при к =0), остальные получаются каждый раз поворотом на угол . Пример 15 Даны комплексные числа , и . Найти модули и аргументы чисел . Найти и изобразить на комплексной плоскости все корни уравнения . Решение: 1) Для числа найдём его модуль и аргумент: , , . Тогда , ; 2) , при этом . ; 3) . 4) , , , ; 5) . . Подставим последовательно к =0, к =1, к =2:
Изобразим найденные решения уравнения на комплексной плоскости: все три найденных решения лежат на окружности с центром в начале координат и радиусом . Три соответствующих точки комплексной плоскости являются вершинами правильного треугольника с поворотом начальной вершины на угол , угол между ними или 1200.
Упражнения 12.1 В треугольнике АВС проведена медиана AD, D – середина стороны ВС. Доказать, что . 12.2 Дан параллелепипед ABCDA1B1C1D1 , найти суммы векторов: 1) ; 2) ; 3) ; 4) . Ответ:1) ; 2) ; 3) ; 4) . 12.3 Дан тетраэдр ABCD. Найти суммы векторов: 1) ; 2) . Ответ:1) ; 2) . 12.4 Даны три компланарных единичных вектора вектора , причем . Построить вектор и вычислить его модуль. Ответ: .
12.5 Составляющие для скорости направлены под углом 60 0 друг к другу и равны соответственно 6 и 4 м/с. Найти скорость результирующего движения. Ответ: м/с.
12.6 В параллелограмме ABCD , О – точка пересечения диагоналей. Выразить векторы через векторы и . Ответ: .
12.7 Найти скалярное произведение векторов, модули которых 5 и 6 и угол между ними равен 1) 45 0; 2) 60 0; 3) 90 0; 4) 120 0; 5) 180 0. Ответ: 1) 15 ; 2) 15; 3) 0; 4) -15; 5) -30.
12.8 Дано 0. 1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) . Ответ: 1)-10; 2) 25; 3) -39; 4) 61; 5) 1101.
12.9 Дано . Найти модуль вектора . Ответ: .
12.10 Даны три некомпланарных вектора , причем известно, что , ^ . Найти 1) ; 2) . Ответ: 1) -3; 2) 26.
12.11 Определить длины диагоналей параллелограмма, построенного на векторах и , где и – единичные векторы, угол между которыми равен 60 0. Ответ: 3 и .
12.12 Найти скалярное произведение векторов 1) и ; 2) и ; 3) и , если А(1; 2; 0), В(0; -1; 3), С(4; -1; 3) и D(2; 0; -2). Ответ: 1) 5; 2) -3; 3) -16.
12.13 При каком значении m векторы =(4; m; -6) и =(m; 2; -7) взаимно перпендикулярны? Ответ: -7.
12.14 Найти площадь треугольника АВС, если А(1; 2: 3), В(-1; 3; 1) и С(0; -1; 4). Ответ: .
12.14 Найти объем тетраэдра АBCD, если его вершины A(1; 2; 1), B(3; -1; 2), C(0; 5; -4) и D(5; 1; 1). Ответ: 13,5.
12.15 Записать полярные координаты точек А(0; 3), В(-5; 0), С(2; -4). Ответ: А(3; 0), В(5; ), С().
12.16 Найти решения уравнения .
Ответ: z1=-1, z2=1, z3= – 2 i, z4=2 i.
12.17 Изобразить на комплексной плоскости решения уравнения .
Ответ:
Вопросы для самоконтроля 13.1 В чём разница между скалярными и векторными величины? Привести насколько примеров величин обоих видов. 13.2 Перечислите способы построения суммы векторов, чем они отличаются и могут ли получиться разные результаты для одинаковых слагаемых. 13.3 Как построить разность двух векторов, как связана разность векторов с суммой таких векторов? 13.4 Перечислить свойства линейных операций над векторами (сложения, вычитания, умножения на число). 13.5 Будут ли линейно зависимыми противоположные векторы? 13.6 Можно ли взять базисом два ненулевых вектора с углом между ними 600? 13.7 Какие векторы задают аффинные координаты (-1; 0), (0; 1), (0; -1)? 13.8 Что можно сказать о взаимном расположении двух векторов, скалярное произведение которых нулевое, отрицательное, положительное? 13.9 Как найти модуль вектора, заданного своим разложением по аффинному базису с известными модулями базисных векторов и углами между ними? 13.10 Как графически найти координаты точки пространства после введения декартовой системы координат этого пространства? 13.11 Как сложить, вычесть два вектора декартовых координатах и умножить их на число? Перечислить свойства этих операций. 13.12 Перечислить способы нахождения результатов скалярного и векторного произведений двух векторов, заданных координатами. Чем существенно отличаются такие результаты? 13.13 Как разделить отрезок, заданный координатами начала и конца в отношении 3:2? 13.14 Перечислить последовательность действий для нахождения площади треугольника, заданного координатами вершин в пространстве. 13.15 Перечислить способ вычисления смешанного произведения трёх векторов и его основные свойства с геометрическим смыслом. 13.16 Как проверить некомпланарность трёх векторов с известными координатами? 13.17 Как найти координаты вектора в аффинном базисе, заданном своими координатами в декартовом базисе? 13.18 Что необходимо задать, чтобы получить полярную систему координат на фиксированной плоскости? Что и как нужно будет измерять, чтобы получать полярные координаты точек плоскости? 13.19 Указать связь между декартовыми и полярными координатами точек плоскости. Каково должно быть взаимное расположение декартовой и полярной систем координат при этом? 14.20 Как перевести комплексное число из алгебраической формы записи в тригонометрическую и показательную. Как выполнить обратное преобразование? 14.21 Записать формулы возведения в степень и извлечения корня из комплексного числа.
14 Контрольное задание
14.1 В базисе с модулями и углом между ними заданы векторы и (см. таблицу). Найти .
14.2 Даны векторы , , , (см. таблицу). Найти для них 2) 3) Косинусы углов и углы между 4) 5) Площадь треугольника построенного на векторах 6) Смешанное произведение 7) Объём пирамиды построенной на 8) Разложение вектора по векторам , если они образуют базис.
©2015- 2025 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.
|