24 lines
2.3 KiB
Markdown
24 lines
2.3 KiB
Markdown
- Komplexa tal
|
|
- **Def**: $x^2+1=0$ saknar reell lösning. Vi antar talet $i\notin\mathbb{R}$ löser ekvationen, d.v.s $i^2=-1$
|
|
- Mängd av komplexa talen: $\mathbb{C}=\{a+bi:a,b\in\mathbb{R}\}$
|
|
- Om $z=a+bi,a=Re(z)$ och $b=Im(z)$
|
|
- **Konjugat**: $z=a+bi\Rightarrow\bar{z}=a-bi$
|
|
- **Regler**:
|
|
- $\bar{\bar{z}}=z$
|
|
- $\overline{z_1+z_2}=\overline{z_1}+\overline{z_2}$
|
|
- $\overline{z_1\times{z_2}}=\overline{z_1}\times{z_2}$
|
|
- **Absolut belopp**: $$\mid{z}\mid=\mid\overline{z}\mid=\sqrt{z\overline{z}}=\sqrt{a^2+b^2}\text{ om }z=a+bi$$
|
|
- **Triangelsformeln**: $\mid{z_1+z_2}\mid\leq\mid{z_1}\mid+\mid{z_2}\mid$
|
|
- **Ex**: $$\begin{align}z_1=2+3i\\z_2=2-i\\\\z_1+z_2=(2+3i)+(2-1)\\=4+2i\\\overline{z_1+z_2}=4-2i\\\overline{z_1}=2-3i,\;\overline{z_2}=2+i\\\overline{z_1}+\overline{z_2}=2-3i+2+i\\=3-2i\\\\z_1\times{z_2}=(2+3i)(2-i)\\=4-2i+6i-3i^2\\=4+4i+3\\=7+4i\\\overline{z_1\times{z_2}}=7-4i\\\overline{z_1}=2-3i,\;\overline{z_2}=2+i\\\overline{z_1}\times\overline{z_2}=(2-3i(2+i)\\=4+2i-6i-3i^2\\=4-2i+3\\=7-4i\end{align}$$
|
|
- **Ex 2**: $$\begin{align}z=a+bi\\\overline{z}=a-bi\\z\times\overline{z}=(a+bi)(a-bi)\\=a^2-\left(bi\right)^2\\=a^2-b^2i^2\\=a^2+b^2\end{align}$$
|
|
- **Ex 3**: $$\begin{align}\mid{z_1+z_2}\mid=\mid4+2i\mid\\=\sqrt{4^2+2^2}\\=\sqrt{16+4}=2\sqrt{5}\\\mid{z_1}\mid=\mid2+3i=\sqrt{2^2+3^2}\\=\sqrt{13}\\\mid{z_2}\mid=\mid2-i\mid=\sqrt{2^2+(-i)^2}=\sqrt{5}\end{align}$$
|
|
- **Ex 4**: $$\begin{align}\frac{z_1}{z_2}=\frac{2+3i}{2-i}\\=\frac{2+3i}{2-i}\times\frac{2+i}{2+i}\\=\frac{4+2i+6i+3i^2}{2^2-i^2}\\=\frac{1+8i}{5}\\=\frac{1}{5}+\frac{8}{5}i\end{align}$$
|
|
- Grafer
|
|
- ![[k1.png]]
|
|
- ![[k2.png]]
|
|
- Polär form
|
|
- **Eulers formel**: $e^{i\theta}=\cos\theta+i\sin\theta$
|
|
- Varje komplex tal $z=x+yi$ kan skrivas på pol'r form som $$z=re^{i\theta}$$ där $$r=\sqrt{x^2+y^2}$$ och $arg(z)=\theta$ är så att $$\cos\theta=\frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}}\text{ och }\sin\theta=\frac{y}{x^2+y^2}$$
|
|
- **de Moivre**: $z=re^{i\theta}\Rightarrow z^n=r^ne^{in\theta}=r^n(\cos(n\theta)+i\sin(n\theta))$
|
|
- **Ex**: Lös $z^3=1+i\sqrt3$ $$\begin{align}r=\sqrt{1^2+\sqrt3^2}\\=\sqrt{1+3}\\=\sqrt{4}\\=2\\\\\end{align}$$
|
|
- **Ex 2**: $$\begin{align}z=-\frac{\sqrt3}{2}+\frac{1}{2}i\\z=ne^{i\theta}\\n=\sqrt{\left(-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2+\left(\frac{1}{2}\right)^2}=1\\\theta\text{ är så att }\cos\theta=\frac{\sqrt{3}}{2},\sin\theta=\frac{1}{2}\\\text{En lösning}:\end{align}$$ |