intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình phân tích hệ số ứng dụng trong hình học phẳng theo dạng đại số của số phức p1

Chia sẻ: Ngo Thi Nhu Thao | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST
Báo xấu
60
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trước hết biến hai đường tròn lồng nhau hai đường thẳng song song bằng cách biến điểm i th nh điểm ∞. Sau đó dùng phép tĩnh tiến v phép vi tự để điều chỉnh băng ngang th nh băng ngang đối xứng v có độ rộng thích hợp. Cuối cùng dùng phép quay để nhận được băng đứng. Ví dụ 6 Tìm h m giải tích w = f(z) biến hình bảo giác miền D.Chương 2. H m BiếnPhức cung γ(t) nối z1 với z2 v nằm gọn trong D. Khi đó tham số cung foγ(t) nối w1 với...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình phân tích hệ số ứng dụng trong hình học phẳng theo dạng đại số của số phức p1

  1. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Ch−¬ng 1 Giáo trình phân tích hệ è phøc dụng trong hình S số ứng học phẳng theo dạng đại số của số phức §1. Tr−êng sè phøc • KÝ hiÖu ∀ = 3 × 3 = { (x, y) : x, y ∈ 3 }. Trªn tËp ∀ ®Þnh nghÜa phÐp to¸n céng v phÐp to¸n nh©n nh− sau ∀ (x, y), (x’, y’) ∈ ∀ (x, y) + (x’, y’) = (x + x’, y + y’) (x, y) × (x’, y’) = (xx’ - yy’, xy’ + x’y) (1.1.1) VÝ dô (2, 1) + (-1, 1) = (1, 2) v (2, 1) × (-1, 1) = (-3, 1) §Þnh lý (∀, +, × ) l mét tr−êng sè. Chøng minh KiÓm tra trùc tiÕp c¸c c«ng thøc (1.1.1) PhÐp to¸n céng cã tÝnh giao ho¸n, tÝnh kÕt hîp, cã phÇn tö kh«ng l (0, 0) ∀ (x, y) ∈ ∀, (x, y) + (0, 0) = (x, y) Mäi phÇn tö cã phÇn tö ®èi l -(x, y) = (-x, -y) ∀ (x, y) ∈ ∀, (x, y) + (-x, -y) = (0, 0) PhÐp to¸n nh©n cã tÝnh giao ho¸n, tÝnh kÕt hîp, cã phÇn tö ®¬n vÞ l (1, 0) ∀ (x, y) ∈ ∀, (x, y) × (1, 0) = (x, y) −y Mäi phÇn tö kh¸c kh«ng cã phÇn tö nghÞch ®¶o l (x, y)-1 = ( 2 x 2 , 2 ) x + y x + y2 −y x ∀ (x, y) ∈ ∀ - {(0, 0)}, (x, y) × ( ,2 ) = (1, 0) x + y x + y2 2 2 Ngo i ra phÐp nh©n l ph©n phèi víi phÐp céng • Tr−êng (∀, +, × ) gäi l tr−êng sè phøc, mçi phÇn tö cña ∀ gäi l mét sè phøc. Theo ®Þnh nghÜa trªn mçi sè phøc l mét cÆp hai sè thùc víi c¸c phÐp to¸n thùc hiÖn theo c«ng thøc (1.1.1). Trªn tr−êng sè phøc phÐp trõ, phÐp chia v phÐp luü thõa ®Þnh nghÜa nh− sau. ∀ (n, z, z’) ∈ ∠ × ∀ × ∀* víi ∀* = ∀ - { (0, 0) } z = z × (z’)-1 v z0 = 1, z1 = z v zn = zn-1 × z z - z’ = z + (- z’), (1.1.2) z' • B»ng c¸ch ®ång nhÊt sè thùc x víi sè phøc (x, 0) . Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò Trang 5
  2. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 1. Sè Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k x ≡ (x, 0), 1 ≡ (1, 0) v 0 ≡ (0, 0) tËp sè thùc trë th nh tËp con cña tËp sè phøc. PhÐp céng v phÐp nh©n c¸c sè phøc h¹n chÕ lªn tËp sè thùc trë th nh phÐp céng v phÐp nh©n c¸c sè thùc quen thuéc. x + x’ ≡ (x, 0) + (x’, 0) = (x + x’, 0) ≡ x + x’, ... Ngo i ra trong tËp sè phøc cßn cã c¸c sè kh«ng ph¶i l sè thùc. KÝ hiÖu i = (0, 1) gäi l ®¬n vÞ ¶o. Ta cã i2 = (0, 1) × (0, 1) = (-1, 0) ≡ -1 Suy ra ph−¬ng tr×nh x2 + 1 = 0 cã nghiÖm phøc l x = − 1 ∉ 3. Nh− vËy tr−êng sè thùc (3, +, ×) l mét tr−êng con thùc sù cña tr−êng sè phøc (∀, +, ×). §2. D¹ng ®¹i sè cña sè phøc • Víi mäi sè phøc z = (x, y) ph©n tÝch (x, y) = (x, 0) + (0, y) = x(1, 0) + y(0, 1) §ång nhÊt ®¬n vÞ thùc (1, 0) ≡ 1 v ®¬n vÞ ¶o (0, 1) ≡ i, ta cã z = x + iy (1.2.1) D¹ng viÕt (1.2.1) gäi l d¹ng ®¹i sè cña sè phøc. Sè thùc x = Rez gäi l phÇn thùc, sè thùc y = Imz gäi l phÇn ¶o v sè phøc z = x - iy gäi l liªn hîp phøc cña sè phøc z. KÕt hîp c¸c c«ng thøc (1.1.1) - (1.2.1) suy ra d¹ng ®¹i sè cña c¸c phÐp to¸n sè phøc. (x + iy) + (x’ + iy’) = (x + x’) + i(y + y’) (x + iy) × (x’ + iy’) = (xx’ - yy’) + i(xy’ + x’y) xx ′ + yy ′ x ′y − xy ′ x + iy =2 +i 2 , ... (1.2.2) x ′ + iy ′ x ′ + y′ 2 x ′ + y′ 2 VÝ dô Cho z = 1 + 2i v z’ = 2 - i 1 + 2i z z × z’ = (2 + 2) + i(-1 + 4) = 4 + 3i, = =i 2−i z' z2 = (1 + 2i) × (1 + 2i) = -3 + 5i, z3 = z2 × z = (-3 + 5i) × (1 + 2i) = -13 - i • Tõ ®Þnh nghÜa suy ra z =z ⇔ z∈3 z = - z ⇔ z ∈ i3 z=z z z = Re2z + Im2z z + z = 2Rez z - z = 2iImz (1.2.3) Ngo i ra liªn hîp phøc cßn cã c¸c tÝnh chÊt sau ®©y. §Þnh lý ∀ (n, z, z’) ∈ ∠ × ∀ × ∀ . Trang 6 Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò
  3. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 1. Sè Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k z + z' = z + z' 1. z n = (z ) n 2. zz' = z z' z z z −1 = ( z ) −1 = 3. z′ z′ Chøng minh 1. Suy ra tõ ®Þnh nghÜa zz' = (x + iy) × (x ′ + iy ′) = (xx’ - yy’) - i(xy’ + x’y) 2. Ta cã z z' = (x - iy) × (x’ - iy’) = (xx’ - yy’) + i(-xy’ -x’y) Qui n¹p suy ra hÖ thøc thø hai. zz −1 = z z −1 = 1 ⇒ z −1 = ( z )-1 3. Ta cã z / z ′ = z(z ′) −1 = z z ′ −1 Suy ra • Víi mäi sè phøc z = x + iy, sè thùc | z | = x 2 + y 2 gäi l module cña sè phøc z. NÕu z = x ∈ 3 th× | z | = | x |. Nh− vËy module cña sè phøc l më réng tù nhiªn cña kh¸i niÖm trÞ tuyÖt ®èi cña sè thùc. Tõ ®Þnh nghÜa suy ra | Rez |, | Imz | ≤ | z | | z | = | -z | = | z | = | - z | z z = z z = | z |2 z 1 z-1 = 1 2 z = z(z’)-1 = z z' (1.2.4) | z' | 2 z' |z| Ngo i ra module cña sè phøc cßn cã c¸c tÝnh chÊt sau ®©y. §Þnh lý ∀ (n, z, z’) ∈ ∠ × ∀ × ∀ |z|≥0 |z|=0⇔z=0 1. | z z’ | = | z || z’ | | zn | = | z |n 2. z |z| | z-1 | = | z |-1 3. = z′ | z′ | | z + z’ | ≤ | z | + | z’ | || z | - | z’|| ≤ | z - z’ | 4. Chøng minh 1. Suy ra tõ ®Þnh nghÜa | zz’ |2 = zz’ zz' = (z z )(z’ z ′ ) = (| z || z’| )2 2. Ta cã Qui n¹p suy ra hÖ thøc thø hai. | z z-1 | = | z || z-1| = 1 ⇒ | z-1 | = 1 / | z | 3. Ta cã | z / z’ | = | z (z’)-1 | = | z | | (z’)-1 | Suy ra z z ′ + z z’ = 2Re(z z ′ ) ≤ | z z ′  = | z || z’| 4. Ta cã | z + z’ 2 = (z + z’)( z + z' ) =  z 2 + 2Re(z z ′ ) + | z’|2 ≤ (| z | + | z’|)2 Suy ra §3. D¹ng l−îng gi¸c cña sè phøc . Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò Trang 7
  4. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 1. Sè Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k • Víi mäi sè phøc z = x + iy ∈ ∀* tån t¹i duy nhÊt sè thùc ϕ ∈ (-π, π] sao cho y x cosϕ = v sinϕ = (1.3.1) |z| |z| TËp sè thùc Argz = ϕ + k2π, k ∈ 9 gäi l argument, sè thùc argz = ϕ gäi l argument chÝnh cña sè phøc z. Chóng ta qui −íc Arg(0) = 0. KÝ hiÖu r = | z | tõ c«ng thøc (1.3.1) suy ra x = rcosϕ v y = rsinϕ Thay v o c«ng thøc (1.2.1) nhËn ®−îc z = r(cos + isinϕ) (1.3.2) D¹ng viÕt (1.3.2) gäi l d¹ng l−îng gi¸c cña sè phøc. • Tõ ®Þnh nghÜa suy ra argz = ϕ ⇒ arg(-z) = ϕ - π, arg z = - ϕ v arg(- z ) = π - ϕ x < 0, argx = π x > 0, argx = 0 y > 0, arg(iy) = π/2 y < 0, arg(iy) = -π/2 ... (1.3.3) Ngo i ra argument cña sè phøc cßn cã c¸c tÝnh chÊt sau ®©y. §Þnh lý ∀ (n, z, z’) ∈ ∠ × ∀ × ∀ arg(zz’) = argz + argz’ [2π] arg(zn) = n argz [2π] 1. arg(z-1) = - argz [2π] arg(z / z’) = argz - argz’ [2π] 2. Chøng minh 1. Gi¶ sö z = r(cosϕ + isinϕ) v z’ = r’(cosϕ’ + isinϕ’) Suy ra zz’ = rr’[(cosϕcosϕ’ - sinϕsinϕ’) + i(sinϕcosϕ’ + cosϕsinϕ’)] = rr’[cos(ϕ + ϕ’) + isin(ϕ + ϕ’)] Qui n¹p suy ra hÖ thøc thø hai. 2. Ta cã arg(zz-1) = arg(z) + arg(z-1) = 0 [2π] ⇒ arg(z-1) = - arg(z) [2π] Suy ra arg(z / z’) = arg(zz’-1) = argz + arg(z’-1) VÝ dô Cho z = 1 + i v z’ = 1 + 3 i zz’ = [ 2 (cos π + isin π )][2(cos π + isin π )] = 2 2 (cos 5π + isin 5π ) Ta cã 4 4 6 6 12 12 z100 = ( 2 )100[cos(100 π ) + isin(100 π )] = -250 4 4 • Víi mäi sè thùc ϕ ∈ 3, kÝ hiÖu eiϕ = cosϕ + i sinϕ (1.3.4) . Trang 8 Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò
  5. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c Ch−¬ng 1. Sè Phøc .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Theo c¸c kÕt qu¶ ë trªn chóng ta cã ®Þnh lý sau ®©y. §Þnh lý ∀ (n, ϕ, ϕ’) ∈ ∠ × 3 × 3 eiϕ ≠ 0 eiϕ = 1 ⇔ ϕ = k2π e iϕ = e-iϕ 1. ei(ϕ+ϕ’) = eiϕeiϕ’ (eiϕ)-1 = e-iϕ (eiϕ)n = einϕ 2. Chøng minh Suy ra tõ c«ng thøc (1.3.4) v c¸c kÕt qu¶ ë trªn HÖ qu¶ ∀ (n, ϕ) ∈ ∠ × 3 (cosϕ + isinϕ)n = cosnϕ + isinnϕ 1. (1.3.5) 1 1 cosϕ = (eiϕ + e-iϕ) sinϕ = (eiϕ - e-iϕ) 2. (1.3.6) 2 2i C«ng thøc (1.3.5) gäi l c«ng thøc Moivre, c«ng thøc (1.3.6) gäi l c«ng thøc Euler. n n ∑ cos kϕ v S = ∑ sin kϕ VÝ dô TÝnh tæng C = k =0 k =0 i ( n +1) ϕ −1 n e ∑e ikϕ Ta cã C + iS = = iϕ e −1 k =0 1 cos( n + 1)ϕ − cos nϕ + cos ϕ − 1 1 sin( n + 1)ϕ − sin nϕ − sin ϕ Suy ra C= v S= cos ϕ − 1 cos ϕ − 1 2 2 • Sè phøc w gäi l c¨n bËc n cña sè phøc z v kÝ hiÖu l w = n z nÕu z = wn NÕu z = 0 th× w = 0 z = reiϕ ≠ 0 v w = ρeiθ XÐt tr−êng hîp wn = ρneinθ = reiϕ Theo ®Þnh nghÜa ρn = r v nθ = ϕ + m2π Suy ra ϕ + m 2π víi m ∈ 9 ρ= n r v θ = Hay n n Ph©n tÝch m = nq + k víi 0 ≤ k < n v q ∈ 9. Ta cã ϕ ϕ + m 2π ≡ + k 2π [2π] n n n n Tõ ®ã suy ra ®Þnh lý sau ®©y. §Þnh lý C¨n bËc n cña sè phøc kh¸c kh«ng cã ®óng n gi¸ trÞ kh¸c nhau ϕ ϕ wk = n r [cos ( + k 2π ) + isin( + k 2π )] víi k = 0 ... (n - 1) (1.3.7) n n n n VÝ dô . Gi¸o Tr×nh To¸n Chuyªn §Ò Trang 9
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2