Mi ennek a feladatnak a megoldása?
"Fejezze ki a
cos60◦ + isin60◦
------------------
cos150◦ + isin150◦
komplex számot algebrai alakban!"
A szaggatott vonal a törtvonal, tehát ez egy tört.
Kezdetnek átírhatnád a számlálót és a nevezőt algebrai alakra.
Ha ez megvan, akkor bővítsd a számláló a nevezőnek úgynevezett konjugáltjával, vagyis az egyik tagnak megváltoztatod az előjelét, ezzel a nevezőben egy nemnulla valós szám lesz.
A számlálóban elvégzed a beszorzásokat, és a legvégén a komplex szám algebrai alakját kapod.
(1/2+i*sqrt(3)/2)/(-sqrt(3)/2+i*1/2)=
=(1+i*sqrt(3))/(i-sqrt(3))=
=((1+i*sqrt(3))*(i+sqrt(3))/(i^2-3)=
=(i+sqrt(3)-sqrt(3)-3i)/(-4)=(-2i)/(-4)=i/2
Azt vágom, hogy a konjugált kell az osztáshoz, ami egyszerű előjel váltás.
De ez trigonumetrikus alakban van.
Azt hogyan tudom az abszolút érték nélkül?
Elmondom mi a probléma.
Elvileg van a komplex szám. Az egyik az algebrai alak.
Ez így néz ki b+2i.
Van a trigonumetrikus alak, ami így néz ki
|Z|(cos60+sin60)
Na most ebből hogyan lesz úgy algebrai, hogy csak annyit tudok, hogy cos150?
Bme jegyzet
Algebrai--> Trigonometrikus
𝑎 = 𝑟 ∙ cos𝜑
𝑏 = 𝑟 ∙ sin𝜑
Kevered a dolgokat.
Trigonometrikusból úgy kapsz algebrait, hogy elvégzed a számításokat.
Például cos(60°)+i*sin(60°) = 1/2 + i*(gyök(3)/2), és kész is vagy.
Hogy algebraiból trigonometriait kapj, ahhoz egy kicsit többet kell sakkozni, de nem megoldhatatlan. Ehhez azt kell tudnunk, hogy a koordináta-rendszer minden pontja (az origót leszámítva) felírható P[r*cos(Ł);r*sin(Ł))] alakban, ahol r a P pont origótól mért távolsága, Ł pedig az OP vektor és a v(1;0) vektor pozitív forgatási irányú szöge (vagyis hogy a v(1;0) vektort meddig kell forgatni, hogy egybeessen az OP vektorral). Amíg ezt nem tudod, addig nem fogod tudni megérteni a komplex szám trigonometrikus alakját.
Ha viszont megy, akkor csak annyi a dolgod, hogy ezt felhasználod abban az esetben, amikor a számot a komplex számsíkban ábrázolod.
Tehát ha veszünk egy Z = a+bi =/= 0 komplex számot, akkor a komplex számsíkon a P(a;b) pontot jelöljük. A fentiek értelmében a P pont koordinátái felírhatóak P(r*cos(Ł);r*sin(Ł)) alakban, ugyanez lesz igaz az OP vektorra is, tehát OP(r*cos(Ł);r*sin(Ł)). De mi azt is tudjuk, hogy minden vektor felírható a bázisvektorok (egységvektorok) lineáris kombinációjaként (vagyis az origóból mennyit lépünk balra/jobbra és mennyit fel/le, és ezeket összeadjuk), tehát
OP = r*cos(Ł) + r*i*sin(Ł), ebből ki tudunk emelni r-et (mivel az konstans (illetve most skalár)), így r*[cos(Ł)+i*sin(Ł)] kifejezést kapjuk.
Az r távolság az abszolútérték definíciója szerint a Z szám 0-tól mért távolsága lesz, vagyis |Z|, tehát |Z|*[cos(Ł)+i*sin(Ł)] alakban is megadható. Viszont a Z=a+bi alakú szám abszolútértéke megadható, ehhez csak fel kell rajzolnunk a ponthoz tartozó derékszögű háromszöget*, és azt látjuk, hogy a két befogó hossza a és b, tehát Pitagorsz tétele szerint |Z|=gyök(a^2+b^2) lesz, tehát a legáltalánosabb trigonometrikus alak
gyök(a^2+b^2)*[cos(Ł)+i*sin(Ł)]
*Nem mindig kapunk derékszögű háromszöget; ha a Z szám tisztán valós vagy tisztán komplex, akkor a Z szám valamelyik tengelyre esik, így ott nem találunk derékszögű háromszöget, viszont könnyen belátható, hogy a fenti képlet ilyen esetekben is működik.
Tehát, amire szükségünk van az algebrai szám trigonometrikussá való átírásához, az az Ł szög és a szám távolsága az origótól.
Vegyük például az 1+i számot. Ha felrajzoljuk, akkor könnyen látható/kiszámolható, hogy a keresett szög 45° lesz, az origótól mért távolság gyök(2), tehát a fentiek értelmében
1+i = gyök(2)*[cos(45°)+i*sin(45°)], ugyanezt persze meg lehet adni radiánban is.
Ha ugyanezt az 1-i számmal csináljuk meg, ott annyi a változás, hogy a szög 315°-os lesz, tehát
1-i = gyök(2)*[cos(315°)+i*sin(315°)]
Ha nem akarunk rajzolgatni, akkor úgy tudjuk ezt megcsinálni, hogy a számot bővítjuk az abszolútértékével. Például vegyük az
1+gyök(3)*i alakú számot. Ennek az ||-e 2, tehát ezt írhatjuk fel:
2*((1+gyök(3)*i)/2)
Végezzük el tagonként az osztást:
2*(1/2 + i*gyök(3)/2)
Hogy-hogy nem, 1/2=cos(60°), gyök(3)/2=sin(60°), így
2*[cos(60°)+i*sin(60°)], és ez lesz az 1+gyök(3)*i algebrai alakú szám trigonometrikus alakja.
Én azért azt ajánlom, hogy a rajzolgatós verziót sajátítsd el előbb, aztán lehet más megoldási módokat is keresni.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!