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Potenze

Si ha:

  • i0 = 1
  • i1 = i
  • i2 = -1
  • i3 = -i
  • i4 = 1
  • i5 = i
  • i6 = -1
  • i7 = -i

In generale im = ir con r = resto di m/4 e m ∈ Z > 0

m = 4q + r; 0 ≤ r < 4

Esempi

  • i100 = i0 = 1
  • 100 = 4.25 + 0
  • i223 = i3 = -i
  • 223 = 4.55 + 3
  • i1070 = i2 = -1
  • 1070 = 4.267 + 2

Potenza di un binomio

(a + b)m = ∑ k=0m ( m /k ) am-k bk

( m /k ) = m! / (k!(m-k)!)

(x + uy)m = ∑ k=0m ( m /k ) xm-k (uy)k, m ∈ Z > 0

:2-m = 1/2m m ∈ Z > 0

Esempio

  • 2 = 3 + 2i
  • (3 + 2i)5 = ∑ k=05 ( 5 /k ) 35-k (2i)k = 0
  • m ∈ Z ≥ 0
  • ( 5 / 0 ) 35 (2i)0 + ( 5 / 1 ) 34 (2i)1 + ( 5 / 2 ) 33 (2i)2 + ( 5 / 3 ) 32 (2i)3 + ( 5 / 4 ) 31 (2i)4 + ( 5 / 5 ) 30 (2i)5 = 1.243 + 1 + 5.81 2i + 10.27(-1) + 10.5
  • (8i) + 5.3 - 16 + 1 - 32i = -15.97 + 12.21i

POTENZE

i0 = 1i1 = ii2 = -1i3 = -ii4 = 1i5 = ii6 = -1i7 = -i

In generale im = ir con r = resto di m/4 e m ∈ ℤm = 4.q + r ; 0 ≤ r < 4

Esempi

i100 = i0 = 1i223 = i3 = -ii1070 = i2 = -1

100 = 4.25 + 0223 = 4.55 + 31070 = 4.267 + 2

POTENZA DI UN BINOMIO

(a + b)m = ∑k=0m (mk)am-kbk(mk) = m!/k!(m-k)!

2m = (x + 2i)m = ∑k=0m (mk)xm-k(2i)k ; m ∈ ℤ>0

i2-m = 1/2m ; m ∈ ℤ>0

Esempio

2 = 3 + 2i

25 = (3 + 2i)5 = ∑k=05 (5k)35-k(2i)k = 0

m ∈ ℤ>0 = (50)35(2i)0 + (51)342i1 + (52)33(2i)2 + (53)32(2i)3 +(54)3(2i)4 + (55)(2i)5 = 1.243 + 1i + 5.24 - 2i + 10.27(-4) + 10.9

(-8)1 + 5.3 = 16 + 1 - 32i = -597 + 122i

Forma Trigonometrica

Se passo in coordinate polari

  • x = ρcosθ
  • y = ρsinθ

ρ ∈ [0, +∞)

θ ∉ (-π, π]

z = x + cy = ρcosθ + cρsinθ = ρ (cosθ + i∧nθ)

ρ = √x² + y² = |z|

θ =

  • arctan y/x; x > 0
  • arctan y/x + π; x < 0, y ≥ 0
  • arctan y/x - π; x < 0, y < 0
  • π/2; x = 0, y > 0
  • -π/2; x = 0; y < 0
  • ?

Def

z ≠ 0

Arg(z) = θ ∈ (-π, π]

  • argomento principale
  • arg(z) = {Arg(z) + 2kπ; k ∈ ℤ}
  • argomento

Ogni elemento dell’insieme arg(z) è detto determinòzot dell’argomento di z.

Esempio

Arg(3) = arctan(0) = 0; arg(3) = {2kπ; k ∈ ℤ}

Arg(i) = π/2; arg(i) = {π/2 + 2kπ; k ∈ ℤ}

Arg(-1) = arctan(0) + π = π; arg(-1) = {π + 2kπ; k ∈ ℤ}

Arg (-1 + i) = -arc \tan (-1) + π = -π/4 + π = /4

arg (-1 + i) = 3/4 π + 2kπ, k ∈ ℤ

Arg(1/2; -√3/2) = arc \tan(√3) - π = π/3 - π = -2/3 π

arg(-1/2; -√3/2) = {-2/3 π + 2kπ, k ∈ ℤ} =

FORMULE DI DEMOIVRE

z1 = p1(cosθ1 + i \sin θ1)

z2 = p2(cosθ2 + i \sin θ2)

z1z2 = p1p2(cos(θ1 + θ2) + i \sin(θ1 + θ2))

z1/z2 = p1/p2(cos(θ1 - θ2) + i \sin(θ1 - θ2))

z1m = p1m(cos(mθ1) + i \sin(mθ1)), m ∈ ℤ \>

Quindi:

arg (z1z2) = arg(z1) + arg(z2)

arg (z1/z2) = arg(z1) - arg(z2)

arg ([z1]m) = m arg(z1), m ∈ ℤ \>

ESEMPIO

z1 = -√3 + i; p1 = 2; √√3 + i

z2 = 1/3 + √3/3 i;

arg (z1) = 5/6 π + kπ; k ∈ ℤ

arg (z2) = π/3 + 2kπ; k ∈ ℤ \>

2z2

arg⁡(z1z2)= 76π + 2kπ, k∈Z{arg(z1) + arg(z2)}

Arg(z1z2)= 56π + 76π = Arg(z1) + Arg(z2)

(2) z=-√3 + i = 2 (cos(56π) + i sin(56π))

ρ=2

Θ= 56π

λ z173 = (-√3 + i)173=2173(cos(173 . 56π) + i sin(17356π)) =

= 2173 ( cos 865π6 + i sin 865π6 ) =

= 2 ( cos ⎧π6 + i sin ⎩π6 ) = 22 ( √32 + i 12 ) = 2172 √3 + 2172 i

875 = 70 . 12 + 1 → 86512 = 70 + 1123656 = 70 + 116

RADICI COMPLESE

z = x + iy = ρ (cosΘ + i sinΘ)

m = ∈ Z > 0

  1. m√z = { w ∈ &isinfn; : w&sup>m=z}
  2. Se wk = ρ1⁄m (cos(φk) + i sin(φk)) ∈&isinfn;
  3. Si ha
    1. ρ id √ρ ← radice reale
    2. φk = &Theta + 2πk /m, K=0,1,...,m-1
  4. se K=m → φn = Θ + 2πm - Θ/m = 2π - φ0

ESEMPIO

√2 = ?

z=2=2(cosΘ+isinΘ) ρ=2 Θ=0

φ0 = 0 + 02 = 0

φ1 = π

w0 = √2 (cos0 + isin0) = √2

w1 = √2 (cosπ + isinπ) = -√2

?

p = 2    θ = 0    => r = 3√2

φ0 = θ + 0 = 0

    (

φ1 = 0 + 2π/3 = 2π/3 )

φ2 = 0 + 4π/3 = 4π/3

w0 = 3√2 (cos0 + isin0) = 3√2

w1 = 3√2 (cos 2π/3 + isin 2π/3) = 3√2 (-1/2 + √3/2 i)

w2 = 3√2 (cos 4π/3 + isin 4π/3) = 3√2 (-1/2 - √3/2 i)

p=1; θ = 0

φ0 = 0

φ1 = π/2

φ2 = π

φ3 = 3/2π

w0 = 1 (cos0 + isinθ)=1

w1 = 1 (cosπ/2 + isinπ/2) = i

w2 = 1 (cosπ + isinπ) = -1

w3 = 1 (cos3/2π + isin3/2π)= -i

z = -3

p = 3

θ = π

r = √3

φ0 = π + θ = π/2

φ1 = π + 2π/2 = 3/2π

w0 = √3 (cosπ/2 + isinπ/2)=i√3

w1 = √3 (cos3/2π + isin3/2π)=-i√3

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Scienze matematiche e informatiche MAT/05 Analisi matematica

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher enrico.cosenza.EC di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Analisi II e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Roma La Sapienza o del prof De Cicco Virginia.
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