Viết các số phức sau dưới dạng cực :
a)\(z_1=2i\)
b) \(z_2=-1\)
c) \(z_3=2\)
d) \(z_4=-3i\)
Và xác định Arg của chúng
Viết các số phức sau dưới dạng cực :
a)\(z_1=2i\)
b) \(z_2=-1\)
c) \(z_3=2\)
d) \(z_4=-3i\)
Và xác định Arg của chúng
a) Điểm \(P_1\left(0,2\right)\) thuộc phần dương trục tung, nên :
\(r_1=2,\theta_1=\frac{\pi}{2};z_1=2\left(\cos\frac{\pi}{2}+i\sin\frac{\pi}{2}\right)\)
Arg\(z_1=\left\{\frac{\pi}{2}+2k\pi,k\in Z\right\}\)
b) Điểm \(P_2\left(-1,0\right)\) thuộc phần âm trục hoành, nên :
\(r_2=1,\theta_2=\pi;z_2=\cos\pi+i\sin\pi\)
Arg\(z_2=\left\{\pi+2k\pi\right\}\)
c) Điểm \(P_3\left(2,0\right)\) thuộc phần dương trục hoành, nên :\(r_3=2,\theta_3=0;z_3=2\left(\cos0+i\sin0\right)\)
Arg\(z_3=\left\{2k\pi,k\in Z\right\}\)
d) Điểm \(P_4\left(0,-3\right)\) thuộc phần âm trục tung, nên :
\(r_4=3,\theta_4=\frac{3\pi}{2};z_4=2\left(\cos\frac{3\pi}{2}+i\sin\frac{3\pi}{2}\right)\)
Arg\(z_4=\left\{\frac{3\pi}{2}+2k\pi,k\in Z\right\}\)
Rõ ràng
\(1=\cos0+i\sin0;i=\cos\frac{\pi}{2}+i\sin\frac{\pi}{2}\)
\(-1=\cos\pi+i\sin\pi;i=\cos\frac{3\pi}{2}+i\sin\frac{3\pi}{2}\)
Viết số phức sau dưới dạng cực :
\(z=1+\cos a+i\sin a,a\in\left(0,2\pi\right)\)
\(\left|z\right|=\sqrt{\left(1+\cos a\right)^2+\sin^2a}=\sqrt{2\left(1+\cos a\right)}=\sqrt{4\cos^2\frac{a}{2}}=2\left|\cos\frac{a}{2}\right|\)
a) Nếu \(a\in\left(0,\pi\right)\Rightarrow\frac{a}{2}\in\left(0,\frac{\pi}{2}\right)\), P nằm góc phần tư thứ nhất.
Do đó
\(\theta=arctan\frac{\sin a}{1+\cos a}=arctan\left(tan\frac{a}{2}\right)=\frac{a}{2}\)
\(z=2\cos\frac{a}{2}\left(\cos\frac{a}{2}+i\sin\frac{a}{2}\right)\)
b)
Nếu \(a\in\left(\pi,2\pi\right)\Rightarrow\frac{a}{2}\in\left(\frac{\pi}{2},\pi\right)\), P nằm góc phần tư thứ tư.
Do đó
\(\theta=arctan\left(tan\frac{a}{2}\right)+2\pi=\frac{a}{2}-\pi+2\pi=\frac{a}{2}+\pi\)
\(z=-2\cos\frac{a}{2}\left[\cos\left(\frac{a}{2}+\pi\right)+i\sin\left(\frac{a}{2}+\pi\right)\right]\)
c) Nếu \(a=\pi\) thì \(z=0\)
Tìm các số phức sao cho :
\(\left|z\right|=1,\left|\frac{z}{\overline{z}}+\frac{\overline{z}}{z}\right|=1\)
Đặt \(z=\cos x+i\sin x,x\in\left[0,2\pi\right]\)
\(1=\left|\frac{z}{\overline{z}}+\frac{\overline{z}}{z}\right|=\frac{\left|z^2+\overline{z}^2\right|}{\left|z\right|^2}\)
\(=\left|\cos2x+i\sin2x+\cos2x-i\sin2x\right|\)
\(=2\left|\cos2x\right|\)
Do đó : \(\cos2x=\frac{1}{2}\) hoặc \(\cos2x=-\frac{1}{2}\)
- Nếu \(\cos2x=\frac{1}{2}\)
thì : \(x_1=\frac{\pi}{6},x_2=\frac{5\pi}{6},x_3=\frac{7\pi}{6},x_4=\frac{11\pi}{6}\)
- Nếu \(\cos2x=-\frac{1}{2}\)
thì : \(x_5=\frac{\pi}{3},x_6=\frac{2\pi}{3},x_7=\frac{4\pi}{3},x_8=\frac{5\pi}{3}\)
Do đó có 8 nghiệm :\(z_k=\cos x_k+i\sin x_kk=1,2,3,.....,8\)
Chứng minh \(\sin5t=16\sin^5t-20\sin^3t+5\sin t\)
\(\cos5t=16\cos^5t-20\cos^3t+5\cos t\)
Dùng công thức Moivre và khai triển nhị thức \(\left(\cos t+i\sin t\right)^5\)
\(\cos5t+i\sin5t=\cos^5t+5i\cos^4t\sin t+10i^2\cos^3t\sin^2t+10i^3\cos^2t\sin^3t+5i^4\cos t\sin^4t+i^5\sin^5t\)
Do đó :
\(\cos5t+i\sin5t=\cos^5t-10\cos^3t\left(1-\cos^2t\right)+5\cos t\left(1-\cos^2t\right)^2+i\left[\sin t\left(1-\sin^2t\right)\sin t-10\left(1-\sin^2t\right)\sin^3t+\sin^5t\right]\)
Đồng nhất hai vế ta có điều phải chứng minh
Tính : \(\left(1+i\right)^{1000}\)
\(1+i=\sqrt{2}\left(\cos\frac{\pi}{4}+i\sin\frac{\pi}{4}\right)\)
\(\left(1+i\right)^{1000}=\sqrt{2}^{1000}\left(\cos1000\frac{\pi}{4}+i\sin1000\frac{\pi}{4}\right)\)
\(=2^{500}\left(\cos250\pi+i\sin250\pi\right)=2^{500}\)
Tính :
\(z=\frac{\left(1-i\right)^{10}\left(\sqrt{3}+i\right)^5}{\left(-1-i\sqrt{3}\right)}\)
\(z=\frac{2^{10}\left(\cos\frac{7\pi}{4}+i\sin\frac{7\pi}{4}\right)^{10}.2^5\left(\cos\frac{\pi}{6}+i\sin\frac{\pi}{6}\right)^5}{2^{10}\left(\cos\frac{4\pi}{3}+i\sin\frac{4\pi}{3}\right)^{10}}\)
\(=\frac{2^{10}\left(\cos\frac{35\pi}{3}+i\sin\frac{35\pi}{3}\right)\left(\cos\frac{5\pi}{3}+i\sin\frac{5\pi}{3}\right)}{2^{10}\left(\cos\frac{40\pi}{3}+i\sin\frac{40\pi}{3}\right)}\)
\(=\frac{\cos\frac{55\pi}{3}+i\sin\frac{55\pi}{3}}{\cos\frac{40\pi}{3}+i\sin\frac{40\pi}{3}}=\cos5\pi+i\sin5\pi=-1\)
Biểu diễn hình học của tích 2 số phức sau :
\(z_1=r_1\left(\cos\theta_1+i\sin\theta_1\right)\)
\(z_2=r_2\left(\cos\theta_2+i\sin\theta_2\right)\)
Gọi \(P_1,P_2\) là giao điểm của đường tròn (0.1) với tia OM1 và OM2
Dựng P3 thuộc đường tròn và có argument cực \(\theta_1,\theta_2\) Chọn M3 thuộc tia OP3, OM3 =OM1.OM2
Gọi z3 là tọa độ phức của M3. Điểm M3(\(r_1r_2;\theta_1+\theta_2\) biểu diễn tích z1z2
Gọi A là điểm biểu diễn của z=1
\(\frac{OM_3}{OM_1}=\frac{OM_2}{1}\Rightarrow\frac{OM_3}{OM_2}=\frac{OM_2}{OA};\widehat{M_2OM_3}=\widehat{AOM_1}\)
Suy ra 2 tam giác OAM1 và OM2M3 đồng dạng
Tìm cặp thứ tự (a,b) sao cho các số thực \(\left(a+bi\right)^{2002}=a-bi\)
Đặt \(z=a+bi\Rightarrow\overline{z}=a-bi,\left|z\right|=\sqrt{a^2+b^2}\) Hệ thức đã cho trở thàng \(z^{2002}=\overline{z}\)
\(\left|z\right|^{2002}=\left|z^{2002}\right|=\left|\overline{z}\right|=\left|z\right|\Rightarrow\left(\left|z\right|^{2001}-1\right)=0\)
Do đó :
\(\left|z\right|=0\) tức là (a,b) =(0,0) hoặc \(\left|z\right|=1\). Trong trường hợp \(\left|z\right|=1\), ta có :
\(z^{2002}=\overline{z}\Rightarrow z^{2002}=z.\overline{z}=\left|z\right|^2=1\)
Phương trình : \(z^{2002}=1\) có 2003 nghiệm phân biệt \(\Rightarrow\) có 2004 cặp thứ tự theo yêu cầu.
Hai đa giác đều cùng nội tiếp trong một đường tròn. Đa giác thứ nhất có 1982 cạnh. Đa giác thứ hai có 2973 cạnh. Tìm số đỉnh chung của 2 đa giác đó ?
Số đỉnh chung bằng số nghiệm chung của hai phương trình :
\(z^{1982}-1=0,z^{2973}-1=0\)
Ứng dụng định lý , số nghiệm chung là :
d=UCLN(1982,2973)=991
Cho \(\omega\in U_n\) là một căn nguyên thủy bậc n của đơn vị và z là số phức sao cho \(\left|z=\omega^k\right|\le1\), mọi k = 0,1,2,....,n-1. Chứng minh z=0
Từ giả thiết ta được :
\(\left(z-\omega^k\right)\left(\overline{z-\omega}^k\right)\le1\Rightarrow\left|z\right|^2\le z\overline{\omega^k}+\overline{z}\omega^k,k=0,1,.....,n-1\)
Lấy tổng các hệ thức trên,
\(n\left|z\right|^2\le z\left(\overline{\Sigma_{k=0}^{n-1}\omega^k}\right)+\overline{z}\Sigma_{k=0}^{n-1}\) \(\omega=0\)
Do đó z=0