4 svar
340 visningar
Pompan behöver inte mer hjälp
Pompan 143
Postad: 23 jul 2019 14:10

Ekvation på polär form

Upg: Lös ekvationen z3=1+i31+i

Tänker att jag vill börja med att få bort imaginärdelen i nämnaren.

1+i31+i 1-i1-i=1-i+i3+31+1=1+32+3-12i

Vilket motsvarar x+iy. Vidare vill jag få ekvationen på formen ρ eiφ=reiv, r>0, ρ>0

r=x2+y2=1+322+3-122=2

z3=ρ3ei3φ=reiv⇔ρ3=r=2⇒ρ=21/6

cosv=xr=1+322⇔cos2v=eiv+e-iv22=1+23+38=4+238⇔ei2v+2+e-i2v4=12+34⇔ei2v+e-i2v2+1=1+32⇔cos(2v)=32⇔2v=±π6+2πn, n∈ℤ ⇔v=±π12+πn, n∈ℤ

sinv=yr=3-122=3-122⇔sin2v=3-23+18⇔eiv-e-iv2i2=ei2v-2+e-i2v-4=ei2v+e-i2v-4+24=4-238=12-34⇔ei2v+e-i2v-4=-34⇔ei2v+e-i2v2=cos(2v)=32

Här tänkte jag att jag skulle få ut en ekvation för sinv=... och då enbart ha en vinkel som svar.

Ekvationen i övrigt stämmer för v=+π12+πn, n∈ℤ

men inte för motsvarande vinkel v=-π24+πn, n∈ℤ ⇔v=11π12+πn, n∈ℤ

med n = 0, 1, 2.

Tänker jag fel med att jag vill få en till ekvation för v för att kunna "isolera" vinkeln?

Smaragdalena 78892 – Avstängd
Postad: 23 jul 2019 14:29

Att räkna multiplikation och division med komplexa tal i rektangulär form är ett otyg. Att räkna addition och subtraktion med komplexa tal i rektangulär form är inte särskilt svårt.

Att räkna multiplikation och division med komplexa tal i pollär form är inte särskilt svårt.  Att räkna addition och subtraktion med komplexa tal i polär form är ett otyg.

Gör alltså om både täljaren och nämnaren till polär form innan du börjar dividera .

Pompan 143
Postad: 23 jul 2019 15:53

Tack för tipset!

 

Jag har provat att göra så som jag tolkade din uppmaning.

Täljare:

1+i3⇒r=1+3=2cosv=12⇔v=±π3+2πn, n∈ℤsinv=32⇔v=π3+2πn, n∈ℤ, v=2π3+2πn, n∈ℤ

v=π3+2πn, n∈ℤ

Nämnare:

1+i ⇒ r=2cosv=12⇔v=±π4+2πn, n∈ℤsinv=12⇔v=π4+2πn, n∈ℤ, v=3π4+2πn, n∈ℤv=π4+2πn, n∈ℤ

Omskrivning ger då

z3=2eiπ/3+2πn2eiπ/4+2πn=2eiπ/3+2πn-iπ/4+2πn==2eπ/12

 

Stämmer det att man ska subtrahera 2πn? Det krånglar till det lite i mitt huvud då de tre lösningarna för z förutsätter att n är med och att n = 0, 1, 2.

SaintVenant 3999
Postad: 23 jul 2019 15:55 Redigerad: 23 jul 2019 16:18

Du gör det mer komplicerat än du behöver. För vinklarna är det följande ekvationer du ska lösa:

cos(3v)=cos(π12)sin(3v)=sin(π12)

Detta ger:

3v=±π12+2πn, n∈ℤ

Edit: Det ska naturligtvis inte vara ±-tecken framför argumentet. Vi har alltså:

3v=π12+2πn, n∈ℤ

SaintVenant 3999
Postad: 23 jul 2019 16:44
Pompan skrev:

Stämmer det att man ska subtrahera 2πn? Det krånglar till det lite i mitt huvud då de tre lösningarna för z förutsätter att n är med och att n = 0, 1, 2.

Eftersom tillägget i detta fall beskriver en hel period kan den tas bort då den inte tillför någon information. Den komplexa funktonen ez har perioden 2πi vilket betyder att ei(v+2πn)=eiv för alla n∈ℤ.

Perioderna kommer tillbaka sedan när du ska hitta rötterna:

ei3φ=eiv

Om vi nu tar den komplexa logaritmen på båda sidor (som också har perioden 2πi) måste vi addera perioden för funktionen:

i3φ=iv+(2πn)i, n∈ℤ

Vilket om vi dividerar med den imaginära enheten ger:

3φ=v+2πn, n∈ℤ

Svara
Close