Kompleksiluvut Kompleksitaso

Samankaltaiset tiedostot
MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

Kompleksiluvut., 15. kesäkuuta /57

1. Piirrä kompleksitasoon seuraavat matemaattiset objektit/alueet.

1 Määritelmä ja perusominaisuuksia. 2 Laskutoimitukset kompleksiluvuilla. 3 Reaaliluvut ja kompleksiluvut. 4 Kompleksilukujen algebraa

y z = (x, y) Kuva 1: Euklidinen taso R 2

1 Kompleksiluvut 1. y z = (x, y) Kuva 1: Euklidinen taso R 2

a) z 1 + z 2, b) z 1 z 2, c) z 1 z 2, d) z 1 z 2 = 4+10i 4 = 10i 5 = 2i. 4 ( 1)

1.1 Vektorit. MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta. 1.1 Vektorit. 1.1 Vektorit. Reaalinen n-ulotteinen avaruus on joukko. x 1. R n.

1. Viikko. K. Tuominen MApu II 1/17 17

1 Kompleksiluvut. Kompleksiluvut 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 7

Analyysi I. Visa Latvala. 3. joulukuuta 2004

Matriisilaskenta Luento 10: Polaarimuoto ja kompleksilukujen geometriaa

KOMPLEKSILUVUT C. Rationaaliluvut Q. Irrationaaliluvut

Kompleksiluvut. JYM, Syksy /99

13. Taylorin polynomi; funktioiden approksimoinnista. Muodosta viidennen asteen Taylorin polynomi kehityskeskuksena origo funktiolle

Kompleksilukujen alkeet

PERUSASIOITA ALGEBRASTA

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

Kompleksianalyysi Funktiot

Integroimistekniikkaa Integraalifunktio

VII. KOMPLEKSILUVUT. VII.1. Laskutoimitukset

(a) avoin, yhtenäinen, rajoitettu, alue.

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 3, ratkaisut Maanantai

1 Logiikan ja joukko-opin alkeet

z 1+i (a) f (z) = 3z 4 5z 3 + 2z (b) f (z) = z 4z + 1 f (z) = 12z 3 15z 2 + 2

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 1 / vko 44

MAT Laaja Matematiikka 1U. Hyviä tenttikysymyksiä T3 Matemaattinen induktio

Kompleksiluvut 1/6 Sisältö ESITIEDOT: reaaliluvut

Vektoriarvoiset funktiot Vektoriarvoisen funktion jatkuvuus ja derivoituvuus

HY / Avoin yliopisto Johdatus yliopistomatematiikkaan, kesä 2015 Harjoitus 5 Ratkaisuehdotuksia

KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 2012

Kompleksiluvut Kompleksitaso Kompleksifunktiot ja kuvaukset Funktioiden raja-arvo, jatkuvuus ja derivaatta Eräitä kompleksifun.

6. Kompleksiluvut. Kompleksilukuja esiintyy usein polynomiyhtälöiden ratkaisuina. Esim:

Kompleksianalyysi viikko 3

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kompleksilukujen hyödyntäminen vaihtosähköpiirien

Osoita, että kaikki paraabelit ovat yhdenmuotoisia etsimällä skaalauskuvaus, joka vie paraabelin y = ax 2 paraabelille y = bx 2. VASTAUS: , b = 2 2

Valintakoe

1. Logiikan ja joukko-opin alkeet

Perustehtävät. Kompleksitehtävät, 10/9/2005, sivu 1 / 10. Tehtävä 1. Sievennä 1.

Johdatus matematiikkaan

Ratkaisuja, Tehtävät

Matriisilaskenta Laskuharjoitus 1 - Ratkaisut / vko 37

Ellipsit, hyperbelit ja paraabelit vinossa

= 9 = 3 2 = 2( ) = = 2

1 Kompleksitason geometriaa ja topologiaa

z Im (z +1) 2 = 0. Mitkä muut kompleksitason pisteet toteuttavat tämän yhtälön? ( 1) 0 z ( 1) z ( 1) arg = arg(z 0) arg(z ( 1)), z ( 1) z ( 1)

Tehtävien ratkaisut

d Todista: dx xn = nx n 1 kaikilla x R, n N Derivaatta Derivaatta ja differentiaali

Ympyrä 1/6 Sisältö ESITIEDOT: käyrä, kulma, piste, suora

Sisältö MONISTEESTA...2 KOMPLEKSILUVUT...4 JOHDANNOKSI...4 KERTAUSTA LUKUJOUKOISTA...4 HUOMAUTUS...8 KOMPLEKSILUKUJEN MÄÄRITTELY...5 ARGUMENTTI...

1 Analyyttiset funktiot

Funktio 1. a) Mikä on funktion f (x) = x lähtöjoukko eli määrittelyjoukko, kun 0 x 5?

MATEMATIIKAN PERUSKURSSI I Harjoitustehtäviä syksy Millä reaaliluvun x arvoilla. 3 4 x 2,

Todista, että jokaisella parittoman asteen reaalikertoimisella polynomilla on ainakin yksi reaalinen nollakohta. VASTAUS: ...

Yksinkertaisin (jollain tavalla mielenkiintoinen) yhtälö lienee muotoa. x + a = b,

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

l 1 2l + 1, c) 100 l=0 AB 3AC ja AB AC sekä vektoreiden AB ja

KOMPLEKSIANALYYSIN KURSSI SYKSY 2012

2. Funktiot. Keijo Ruotsalainen. Mathematics Division

Ratkaise tehtävä 1 ilman teknisiä apuvälineitä! 1. a) Yhdistä oikea funktio oikeaan kuvaajaan. (2p)

l 1 2l + 1, c) 100 l=0

b) Määritä/Laske (ei tarvitse tehdä määritelmän kautta). (2p)

Tehtäväsarja I Seuraavissa tehtävissä harjoitellaan erilaisia todistustekniikoita. Luentokalvoista 11, sekä voi olla apua.

Preliminäärikoe Tehtävät A-osio Pitkä matematiikka kevät 2016 Sivu 1 / 4

Kolmannen asteen yhtälön ratkaisukaava

Tämän luvun tarkoituksena on antaa perustaidot kompleksiluvuilla laskemiseen sekä niiden geometriseen tulkintaan. { (a, b) a, b œ R }

a) on lokaali käänteisfunktio, b) ei ole. Piirrä näiden pisteiden ympäristöön asetetun neliöruudukon kuva. VASTAUS:

KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 2012

(a, 0) + (c, 0) = (a + c, 0)

2 Funktion derivaatta

1. Olkoot f ja g reaalifunktioita. Mitä voidaan sanoa yhdistetystä funktiosta g f, jos a) f tai g on rajoitettu? b) f tai g on jaksollinen?

RATKAISUT a + b 2c = a + b 2 ab = ( a ) 2 2 ab + ( b ) 2 = ( a b ) 2 > 0, koska a b oletuksen perusteella. Väite on todistettu.

Mat Matematiikan peruskurssi KP3-i. Osa I. Kompleksiluvut. TKK lokakuuta Määritelmä ja perusominaisuuksia

Matematiikan taito 9, RATKAISUT. , jolloin. . Vast. ]0,2] arvot.

Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 2012

Esitetään tehtävälle kaksi hieman erilaista ratkaisua. Ratkaisutapa 1. Lähdetään sieventämään epäyhtälön vasenta puolta:

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 5: Taylor-polynomi ja sarja

Funktiojonot ja funktiotermiset sarjat Funktiojono ja funktioterminen sarja Pisteittäinen ja tasainen suppeneminen

Ratkaisut vuosien tehtäviin

Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

MS-A0104 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ELEC2) MS-A0106 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ENG2)

3. Kirjoita seuraavat joukot luettelemalla niiden alkiot, jos mahdollista. Onko jokin joukoista tyhjä joukko?

Mat-1.433/443 Matematiikan peruskurssit K3/P3 syksy 2004 KOMPLEKSILUVUT JA -FUNKTIOT. Sisältö

Sisältö. 1. Kompleksiluvut 2. Funktiot 3. Differentiaalilaskentaa 4. Sarjat 5. Integrointi 6. Möbius-muunnos 7. Diskreetti systeemi

Numeeriset menetelmät

MATEMATIIKAN JAOS Kompleksianalyysi

C = {(x,y) x,y R} joiden joukossa on määritelty yhteen- ja kertolasku seuraavasti

Lauseen erikoistapaus on ollut kevään 2001 ylioppilaskirjoitusten pitkän matematiikan kokeessa seuraavassa muodossa:

Tehtävä 2. Osoita, että seuraavat luvut ovat algebrallisia etsimällä jokin kokonaislukukertoiminen yhtälö jonka ne toteuttavat.

ja y = ovat rationaalilukuja.

13. Ratkaisu. Kirjoitetaan tehtävän DY hieman eri muodossa: = 1 + y x + ( y ) 2 (y )

1. Murtoluvut, murtolausekkeet, murtopotenssit ja itseisarvo

Kompleksianalyysi, viikko 6

Trigonometriaa ja solve-komento GeoGebralla

DEE Sähkötekniikan perusteet

Anna jokaisen kohdan vastaus kolmen merkitsevän numeron tarkkuudella muodossa

Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä 2

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2018 Insinöörivalinnan matematiikan koe, , Ratkaisut (Sarja A)

Transkriptio:

. Kompleksiluvut.. Kompleksitaso 8. Todista kompleksilukujen yhteen- ja kertolaskun (lukuparien avulla annettuihin) määritelmiin perustuen osittelulaki: z (z + z ) = z z + z z. 8. Todista kompleksilukujen yhteen- ja kertolaskun (lukuparien avulla annettuihin) määritelmiin perustuen ns. tulon nollasääntö: z z = 0 = z = 0 z = 0. 8. Saata kompleksiluvut a) ( + i)( i) 5 i, b) + i muotoon x + iy. Laske lukujen moduuli ja argumentti. 84. Olkoon u = cos0.5 + isin0.5 ja z 0 = + i. Laske kompleksiluvut w k = u k z 0, k =,,,..., ja piirrä pisteiden sijainti kompleksitasossa. Miten pisteet muuttuvat, jos valitaan u = 0.9(cos 0.5 + i sin 0.5)? Millainen vaikutus luvun u potensseilla kertomisella on? 85. Todista, että kaikilla z,z C pätee ( + z )( + z ) + z z. 86. Olkoon Re z = Im z = a. Millä arvoilla a pätee z i < z? Piirrä kuvio. a <. 87. Tutki, mitkä kompleksitason pisteet toteuttavat seuraavat ehdot: Piirrä kuviot. a) z + z + i = 4, b) z + z i =, c) z + i = z i, d) arg z z i = π 4, e) arg z z = π 4. m-treeni versio.0, 4.9.000; TKK, matematiikan laitos

a) Ellipsi 5x + 5y xy 6x + 6y 48 = 0; b) hyperbelin toinen haara y = 4x + 8x + 4, x > ; c) ympyrä x + y 0y + = 0; d) ympyränkaari x + y x y + = 0, x + y > ; e) ympyränkaari x + y x + y = 0, y > 0. 88. Piirrä se kompleksitason alue, jossa a) { < z i < π 4 < argz < π, b) { z + z i < 0 < arg(z + + i) < π 4. a) Alueessa on kaksi osaa; edellisen reuna muodostuu janasta AB, kaaresta BC ja janasta CA, jälkimmäisen kaaresta CD, janasta DE, kaaresta EF ja janasta FC; pisteet ovat A = 0, B = ( + i), C = i, D = + (+i), E = ( +)(+i), F = ( +)i; b) puolet ellipsin sisäosasta: x +y +xy 4x 4y < 0, y < x. 89. Määritä sup{argz z 4i, argz [0,π[}. Onko kyseessä myös maksimi? π. 90. Etsi kahden desimaalin tarkkuudella sups ja infs, kun Tässä argz valitaan väliltä [0,π[. Piirrä kuvio. 9. S = {argz z + 5i < }. Minkä käyrän piirtää a) z, kun z piirtää käyrän arg(z i) = π 4 ; b) z z+z+ z+, kun z piirtää ympyrän z = ; c) z + + i, kun z piirtää käyrän z + i =? Piirrä kuviot. Merkitään u = Re f (z), v = Im f (z). a) Paraabelin kaari v = (u ), u < ; b) ellipsi (u ) + 9v = 9; c) ympyrä (u ) + (v ) =. 9. Millä kompleksitason käyrällä z i on puhtaasti imaginaarinen? z + i Ympyrällä z =, z i... Kompleksilukujen potenssit ja juuret 9. Laske seuraavien kompleksilukujen moduuli ja argumentti saattamatta lukuja muotoon x + iy: a) ( + i) 6, b) ( i )( i), c) i ( + i). m-treeni versio.0, 4.9.000; TKK, matematiikan laitos

a) 8, π ; b) 4, 5π 6 ; c), 7π. 94. Kehitä de Moivren kaavan avulla a) sin 5ϕ polynomiksi, jonka muuttujana on sin ϕ, b) tan ϕ rationaalilausekkeeksi muuttujasta tanϕ. a) 5sinϕ 0sin ϕ + 6sin 5 ϕ; 95. b) tanϕ tan ϕ tan ϕ. Lausu a) cos 4 ϕ funktioiden cosϕ ja cos4ϕ avulla, b) sin 5 ϕ funktioiden sinϕ, sinϕ ja sin5ϕ avulla. a) 8 ( + 4cosϕ + cos4ϕ); b) 6 (0sinϕ 5sinϕ + sin5ϕ). 96. Laske (cost + isint) 5 a) de Moivren kaavan avulla, b) binomikaavan avulla. Minkälaiset trigonometrian kaavat tästä saadaan? 97. Laske geometrinen summa n k=0 (cost + isint) k. Millaiset trigonometrisia funktioita koskevat kaavat saadaan tuloksen reaali- ja imaginaariosasta? Piirrä summafunktion reaaliosan ja imaginaariosan kuvaajat tapauksissa n = 5,5,00. 98. Määritä seuraavien juurien kaikki arvot: a) 4 4, b) 6 64, c) i, d) + 4i, e) 7 + 4i. a) + i, + i, i, i; b) + i, i, + i, i, i, i; c) ( + i), [( ) + ( )i], [( ) + ( )i]; d) ±( + i); e) ±( + 4i). 99. Määritä viiden desimaalin tarkkuudella kaikki ne kompleksiluvut, joiden viides potenssi =. Piirrä kuvio lukujen sijainnista kompleksitasossa. 00. Juuren 6 + i likiarvo on.7 + 0.09i. Piirrä kuva, jossa juuren kaikki arvot on sijoitettu kompleksitasoon (laskematta juurten likiarvoja). m-treeni versio.0, 4.9.000; TKK, matematiikan laitos

0. Olkoon z = ( + i ). Tutki, millä kokonaisluvuilla n pätee z n = z. 0. Olkoon ω = cos π + isin π. Laske a) (aω + bω )(aω + bω), b) (a + b + c)(a + bω + cω )(a + bω + cω). a) a + b ab; 0. b) a + b + c abc. Olkoon f (t) = cost + isint reaalimuuttujan t kompleksiarvoinen funktio ja g(z) = Im z kompleksimuuttujan z reaaliarvoinen funktio. Piirrä reaalimuuttujan reaaliarvoisen funktion g f kuvaaja. Valitse riittävän pitkä tarkasteluväli. Vertaa kuvaajaa tapaukseen g(z) = Im z. Miksi kuvaaja näyttää sellaiselta kuin näyttää? 04. Laske numeerisesti jollakin tietokoneohjelmalla ( ) π. Yritä selittää saamasi tulos. Mikä mahtaa olla tarkka arvo? 05. Laske numeerisesti jollakin tietokoneohjelmalla i i. Yritä selittää saamasi tulos... Polynomeista 06. Ratkaise seuraavat yhtälöt käyttäen toisen asteen yhtälön ratkaisukaavoja; saata juuret muotoon x + iy. a) z + iz i = 0, b) z 4iz 4 + i = 0, c) z ( + 5i)z + ( 4 + 7i) = 0, d) z 4 z + 4 = 0, e) z 4 + ( i )z i = 0. a) ( )i, ( + )i; b) + ( + )i, 4 i, ±( i ; e) ± ( + i), ±( + i). + ( )i; c)?; d) ±( + 07. Määritä α C siten, että z = + i on yhtälön z = α + i juuri. Esitä muut juuret napakoordinaattimuodossa. α = i; muut juuret (cos π 08. π + isin ), (cos 9π 9π + isin ). Ratkaise toisen asteen yhtälön ratkaisukaavoilla yhtälö z ( i)z + (5 i) = 0. m-treeni versio.0, 4.9.000; TKK, matematiikan laitos

09. Jaa polynomit a) x 4, b) x 4 +, c) x 6 + korkeintaan toista astetta oleviin reaalikertoimisiin tekijöihin. a) (x+)(x )(x +); b) (x x+)(x + x+); c) (x +)(x + x+)(x x+). m-treeni versio.0, 4.9.000; TKK, matematiikan laitos