Kompleks sonning kub ildizini toping. Ixtiyoriy ratsional ko'rsatkichli daraja

raqamlar ichida trigonometrik shakl.

De Moivre formulasi

z 1 = r 1 (cos  1 + isin  1) va z 2 = r 2 (cos  2 + isin  2) bo‘lsin.

Trigonometrik belgilar murakkab son ko‘paytirish, bo‘lish, butun son darajaga ko‘tarish va n daraja ildizini olish amallarini bajarishda foydalanish qulay.

z 1 ∙ z 2 = r 1 ∙ r 2 (cos ( 1 +  2) + i sin( 1 +  2)).

Ikkita murakkab sonni ko'paytirishda trigonometrik shaklda ularning modullari ko'paytiriladi va argumentlari qo'shiladi. Ajratish paytida ularning modullari bo'linadi va argumentlari ayiriladi.

Kompleks sonni ko'paytirish qoidasining natijasi kompleks sonni darajaga ko'tarish qoidasidir.

z = r(cos  + i sin ).

z n \u003d r n (cos n + isin n).

Bu nisbat deyiladi De Moivre formulasi.

8.1-misol Raqamlarning hosilasi va qismini toping:

Va

Yechim

z1∙z2

=

;

8.2-misol Raqamni trigonometrik shaklda yozing


-i) 7 .

Yechim

Belgilamoq
va z 2 =
– men.

r 1 = |z 1 | = √ 1 2 + 1 2 = √ 2;  1 = argz 1 = arctg ;

z1 =
;

r 2 = |z 2 | = √(√ 3) 2 + (– 1) 2 = 2;  2 = arg z 2 = arctg
;

z2 = 2
;

z 1 5 = (
) 5
; z 2 7 = 2 7

z = (
) 5 2 7
=

2 9

§ 9 Kompleks sonning ildizini ajratib olish

Ta'rif. ildiznkompleks sonning th darajasi z (belgilaydi
) w n = z bo'ladigan w kompleks son. Agar z = 0 bo'lsa, u holda
= 0.

z  0, z = r(cos + isin) bo‘lsin. w = (cos + sin) ni belgilaymiz, keyin w n = z tenglamani quyidagi shaklda yozamiz.

 n (cos(n ) + isin(n )) = r(cos + isin).

Demak,  n = r,

 =

Shunday qilib, w k =
·
.

Bu qiymatlar orasida aniq n ta farq bor.

Demak, k = 0, 1, 2, …, n – 1.

Murakkab tekislikda bu nuqtalar radiusli aylana ichiga chizilgan muntazam n-burchakning uchlaridir.
O nuqtada markazlashtirilgan (12-rasm).

12-rasm

9.1-misol Barcha qiymatlarni toping
.

Yechim.

Bu sonni trigonometrik shaklda ifodalaylik. Uning moduli va argumentini toping.

w k =
, bu yerda k = 0, 1, 2, 3.

w 0 =
.

w 1 =
.

w 2 =
.

w 3 =
.

Murakkab tekislikda bu nuqtalar radiusli aylana ichiga chizilgan kvadratning uchlaridir
kelib chiqishida markazlashgan (13-rasm).

13-rasm 14-rasm

9.2-misol Barcha qiymatlarni toping
.

Yechim.

z = - 64 = 64(cos + isin);

w k =
, bu yerda k = 0, 1, 2, 3, 4, 5.

w 0 =
; w 1 =
;

w 2 =
w 3 =

w4 =
; w 5 =
.

Kompleks tekislikda bu nuqtalar markazi O (0; 0) nuqtada joylashgan radiusi 2 ga teng aylana ichiga chizilgan muntazam oltiburchakning uchlaridir - 14-rasm.

§ 10 Kompleks sonning ko'rsatkichli shakli.

Eyler formulasi

Belgilamoq
= cos  + isin  va
= cos  - isin  . Bu nisbatlar deyiladi Eyler formulalari .

Funktsiya
eksponensial funktsiyaning odatiy xususiyatlariga ega:

Kompleks z son trigonometrik z = r(cos + isin) ko‘rinishda yozilsin.

Eyler formulasidan foydalanib, biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:

z = r
.

Ushbu yozuv deyiladi indikativ shakl murakkab son. Undan foydalanib, biz ko'paytirish, bo'lish, darajaga ko'tarish va ildiz chiqarish qoidalarini olamiz.

Agar z 1 = r 1 bo'lsa
va z 2 = r 2
?keyin

z 1 z 2 = r 1 r 2
;

·

z n = r n

, bu yerda k = 0, 1, … , n – 1.

10.1-misol Raqamni algebraik shaklda yozing

z=
.

Yechim.

10.2-misol z 2 + (4 - 3i)z + 4 - 6i = 0 tenglamani yeching.

Yechim.

Har qanday murakkab koeffitsientlar uchun bu tenglama ikkita ildizga ega z 1 va z 1 (ehtimol mos keladi). Bu ildizlarni haqiqiy holatda bo'lgani kabi bir xil formuladan foydalanib topish mumkin. Chunki
faqat belgi bilan farq qiluvchi ikkita qiymatni oladi, keyin bu formula quyidagi shaklga ega:

–9 \u003d 9 e  i dan beri, keyin qiymatlar
raqamlar bo'ladi:

Keyin
Va
.

10.3-misol z 3 +1 = 0 tenglamalarni yeching; z 3 = - 1.

Yechim.

Tenglamaning kerakli ildizlari qiymatlar bo'ladi
.

z = –1 uchun bizda r = 1, arg(–1) = .

w k =
, k = 0, 1, 2.

Mashqlar

9 Raqamlarni eksponensial shaklda keltiring:

b)
+i;

G)
.

10 Sonning ko'rsatkichli va algebraik shakllarida yozing:

lekin)

ichida)

b)

d) 7(cos0 + isin0).

11 Raqamlarni algebraik va geometrik shakllarda yozing:

lekin)

b)

ichida)

G)

12 Berilgan raqamlar


Ularni eksponensial shaklda taqdim eting, toping
.

13 Foydalanish shaklini ko'rsatish murakkab raqam, quyidagilarni bajaring:

lekin)
b)

ichida)
G)

e)

.

dan Va natural son n 2 .

Kompleks raqam Z chaqirdi ildizn c, agar Z n = c.

Barcha ildiz qiymatlarini toping n kompleks sondan th daraja dan. Bo'lsin c=| c|·(cos Arg c+ i· gunoh Argdan), lekin Z = | Z|·(bilanos Arg Z + i· gunoh Arg Z) , qayerda Z ildiz n- kompleks sondan th daraja dan. Keyin shunday bo'lishi kerak = c = | c|·(cos Arg c+ i· gunoh Argdan). Demak, bundan kelib chiqadi
Va n· Arg Z = Argdan
Arg Z =
(k=0,1,…) . Binobarin, Z =
(
cos
+
i· gunoh
), (
k=0,1,…) . Qadriyatlardan har qandayini ko'rish oson
, (
k=0,1,…) mos keladigan qiymatlardan biridan farq qiladi
,(
k = 0,1,…, n-1) bir nechtaga 2p. Shunung uchun , (k = 0,1,…, n-1) .

Misol.

(-1) ning ildizini hisoblang.

, aniq |-1| = 1, arg (-1) = π

-1 = 1 (cos π + i· gunoh π )

, (k = 0, 1).

= i

Ixtiyoriy ratsional ko'rsatkichli daraja

Ixtiyoriy kompleks sonni oling dan. Agar n u holda natural son dan n = | c| n · (danos nArg+ bilani· gunoh nArgdan)(6). Bu formula vaziyatda ham to'g'ri n = 0 (c≠0)
. Bo'lsin n < 0 Va n Z Va c ≠ 0, keyin

dan n =
(chunki nArg
dan+men gunoh qilaman nArgdan) = (chunki nArgdan+ men nArg gunoh qilamandan) . Shunday qilib, formula (6) har qanday uchun amal qiladi n.

Ratsional sonni olaylik , qayerda q natural son, va R butun sondir.

Keyin ostida daraja c r raqamni tushunamiz
.

Biz buni tushunamiz ,

(k = 0, 1, …, q-1). Bu qadriyatlar q dona, agar kasr kamaymasa.

3-ma'ruza Kompleks sonlar ketma-ketligi chegarasi

Tabiiy argumentning murakkab qiymatli funktsiyasi deyiladi kompleks sonlar ketma-ketligi va belgilandi (dan n ) yoki dan 1 , dan 2 , ..., dan n . dan n = a n + b n · i (n = 1,2, ...) murakkab sonlar.

dan 1 , dan 2 , … - ketma-ketlik a'zolari; dan n - umumiy a'zo

Kompleks raqam dan = a+ b· i chaqirdi kompleks sonlar ketma-ketligi chegarasi (c n ) , qayerda dan n = a n + b n · i (n = 1, 2, …) , har qanday uchun qaerda

, bu hamma uchun n > N tengsizlik
. Cheklangan chegaraga ega bo'lgan ketma-ketlik deyiladi yaqinlashish ketma-ketlik.

Teorema.

Murakkab sonlar ketma-ketligi uchun (bilan n ) (dan n = a n + b n · i) bilan songa yaqinlashadi = a+ b· i, tenglik uchun zarur va yetarlilim a n = a, lim b n = b.

Isbot.

Teoremani quyidagi aniq qo'sh tengsizlik asosida isbotlaymiz

, qayerda Z = x + y· i (2)

Kerak. Bo'lsin lim(dan n ) = bilan. Keling, tenglikni ko'rsataylik lim a n = a Va lim b n = b (3).

Shubhasiz (4)

Chunki
, qachon n → ∞ , keyin (4) tengsizlikning chap tomonidan kelib chiqadi
Va
, qachon n → ∞ . shuning uchun (3) tenglik o'rinli. Ehtiyoj isbotlangan.

Adekvatlik. Endi tenglik (3) saqlanib qolsin. Tenglikdan (3) kelib chiqadiki
Va
, qachon n → ∞ , shuning uchun (4) tengsizlikning o'ng tomoni tufayli u bo'ladi
, qachon n→∞ , degan ma'noni anglatadi lim(dan n )=s. Etarliligi isbotlangan.

Demak, kompleks sonlar ketma-ketligining yaqinlashuvi masalasi ikkita haqiqiy sonlar ketma-ketligining yaqinlashuviga ekvivalentdir, shuning uchun haqiqiy sonlar ketma-ketligi chegaralarining barcha asosiy xossalari kompleks sonlar ketma-ketligiga taalluqlidir.

Masalan, kompleks sonlar ketma-ketligi uchun Koshi mezoni amal qiladi: murakkab sonlar ketma-ketligi uchun (bilan n ) birlashtirilgan, har qanday uchun zarur va etarli

, bu har qanday uchun
n, m > Ntengsizlik
.

Teorema.

Kompleks sonlar ketma-ketligi bo'lsin (bilan n ) va (z n ) mos ravishda va bilan yaqinlashadiz, keyin tengliklim(dan n z n ) = c z, lim(dan n · z n ) = c· z. Agar bu aniq ma'lum bo'lsaz0 ga teng emas, u holda tenglik
.

Ulashish