จำนวนเชิงซ้อนที่แยกรากระดับที่ 3 กำลังที่มีเลขชี้กำลังตรรกศาสตร์ตามอำเภอใจ

กับและ จำนวนธรรมชาติ n 2 .

จำนวนเชิงซ้อน ซีเรียกว่า รากn , ถ้า ซี n = .

มาหาค่าทั้งหมดของรูทกัน nโอ้ กำลังของจำนวนเชิงซ้อน กับ- อนุญาต =| |·(เพราะ เรื่อง + ฉัน· บาป เรื่องกับ), ซี = | ซี|·(ด้วยระบบปฏิบัติการ เรื่อง ซี + ฉัน· บาป เรื่อง ซี) , ที่ไหน ซีราก n- โอ้ กำลังของจำนวนเชิงซ้อน กับ- แล้วมันก็ต้องเป็นเช่นนั้น = = | |·(เพราะ เรื่อง + ฉัน· บาป เรื่องกับ)- มันเป็นไปตามนั้น
และ n· เรื่อง ซี = เรื่องกับ
เรื่อง ซี =
(เค=0,1,…) - เพราะฉะนั้น, ซี =
(
เพราะ
+
ฉัน· บาป
), (
เค=0,1,…) - จะเห็นได้ง่ายว่าค่าใดค่าหนึ่ง
, (
เค=0,1,…) แตกต่างจากค่าใดค่าหนึ่งที่สอดคล้องกัน
,(
เค = 0,1,…, n-1) โดยหลายรายการ - นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม (เค = 0,1,…, n-1) .

ตัวอย่าง.

ลองคำนวณรากของ (-1).

, อย่างชัดเจน |-1| = 1, หาเรื่อง (-1) = π

-1 = 1·(เพราะ π + ฉัน· บาป π )

, (เค = 0, 1)

= ฉัน

กำลังที่มีเลขชี้กำลังตรรกศาสตร์ตามอำเภอใจ

ลองหาจำนวนเชิงซ้อนใดๆ กัน กับ- ถ้า nจำนวนธรรมชาติแล้ว กับ n = | | n ·(กับระบบปฏิบัติการ nArgส +ฉัน· บาป nArgกับ)(6) สูตรนี้ก็เป็นจริงในกรณีนี้เช่นกัน n = 0 (ส≠0)
- อนุญาต n < 0 และ n ซีและ ส ≠ 0, แล้ว

กับ n =
(เพราะว่า nArg
กับ+i·บาป nArgกับ) = (เพราะว่า nArgกับ+ ฉันบาป nArgกับ) - ดังนั้น สูตร (6) จึงใช้ได้กับข้อใดข้อหนึ่ง n.

ลองหาจำนวนตรรกยะกัน , ที่ไหน ถามจำนวนธรรมชาติ และ เป็นทั้งหมด

จากนั้นภายใต้ ระดับ เราจะเข้าใจตัวเลข
.

เราเข้าใจแล้ว ,

(เค = 0, 1, …, ถาม-1). ค่านิยมเหล่านี้ ถามชิ้น ถ้าเศษส่วนไม่สามารถลดได้

การบรรยายครั้งที่ 3 ขีดจำกัดของลำดับจำนวนเชิงซ้อน

เรียกว่าฟังก์ชันที่มีค่าเชิงซ้อนของอาร์กิวเมนต์ธรรมชาติ ลำดับของจำนวนเชิงซ้อนและถูกกำหนดไว้ (กับ n ) หรือ กับ 1 , กับ 2 , ..., กับ n . กับ n = ก n + n · ฉัน (n = 1,2, ...) จำนวนเชิงซ้อน

กับ 1 , กับ 2 , … - สมาชิกของลำดับ; กับ n – สมาชิกสามัญ

จำนวนเชิงซ้อน กับ = + · ฉันเรียกว่า ขีดจำกัดลำดับของจำนวนเชิงซ้อน ( n ) , ที่ไหน กับ n = ก n + n · ฉัน (n = 1, 2, …) ที่ไหนก็ได้

ว่าต่อหน้าทุกคน n > เอ็นความไม่เท่าเทียมกันถือ
- ลำดับที่มีขีดจำกัดจำกัดเรียกว่า มาบรรจบกันลำดับ.

ทฤษฎีบท.

เพื่อให้ได้ลำดับของจำนวนเชิงซ้อน (ด้วย n ) (กับ n = ก n + n · ฉัน) แปลงเป็นตัวเลขด้วย = + · ฉันมีความจำเป็นและเพียงพอต่อความเท่าเทียมกันลิม n = , ลิม n = .

การพิสูจน์.

เราจะพิสูจน์ทฤษฎีบทโดยอาศัยอสมการสองเท่าที่เห็นได้ชัดเจนต่อไปนี้

, ที่ไหน ซี = x + · ฉัน (2)

ความจำเป็น.อนุญาต ลิม(กับ n ) = ส- ให้เราแสดงว่าความเท่าเทียมกันเป็นจริง ลิม n = และ ลิม n = (3).

แน่นอน (4)

เพราะ
, เมื่อไร n → ∞ จากนั้นจากด้านซ้ายของอสมการ (4) ตามมาด้วย
และ
, เมื่อไร n → ∞ - ดังนั้นความเท่าเทียมกัน (3) จึงเป็นที่น่าพอใจ ความต้องการได้รับการพิสูจน์แล้ว

ความเพียงพอปล่อยให้ความเท่าเทียมกัน (3) เป็นที่พึงพอใจ จากความเท่าเทียมกัน (3) เป็นไปตามนั้น
และ
, เมื่อไร n → ∞ ดังนั้นเนื่องจากอสมการทางด้านขวามือ (4) จึงเป็นเช่นนี้
, เมื่อไร n→∞ , วิธี ลิม(กับ n )=ค- ความเพียงพอได้รับการพิสูจน์แล้ว

ดังนั้น คำถามเรื่องการลู่เข้าหากันของลำดับจำนวนเชิงซ้อนจึงเทียบเท่ากับการลู่เข้าของลำดับจำนวนจริง 2 ลำดับ ดังนั้น คุณสมบัติพื้นฐานทั้งหมดของขีดจำกัดของลำดับจำนวนจริงจึงนำไปใช้กับลำดับของจำนวนเชิงซ้อนได้

ตัวอย่างเช่น สำหรับลำดับของจำนวนเชิงซ้อน เกณฑ์ของ Cauchy นั้นใช้ได้: เพื่อให้ได้ลำดับของจำนวนเชิงซ้อน (ด้วย n ) มาบรรจบกันก็จำเป็นและเพียงพอแล้วสำหรับสิ่งใดสิ่งหนึ่ง

นั่นเพื่ออะไรก็ตาม
n, > เอ็นความไม่เท่าเทียมกันถือ
.

ทฤษฎีบท.

ปล่อยให้ลำดับของจำนวนเชิงซ้อน (ด้วย n ) และ (z n ) มาบรรจบกันที่ c และตามลำดับzแล้วความเท่ากันก็เป็นจริงลิม(กับ n z n ) = z, ลิม(กับ n · z n ) = · z- หากรู้แน่ชัดว่าzไม่เท่ากับ 0 แล้วความเท่าเทียมกันเป็นจริง
.

ตัวเลขในรูปแบบตรีโกณมิติ

สูตรมูฟวร์

ให้ z 1 = r 1 (cos  1 + isin  1) และ z 2 = r 2 (cos  2 + isin  2)

รูปแบบตรีโกณมิติของการเขียนจำนวนเชิงซ้อนนั้นสะดวกต่อการใช้งานในการดำเนินการคูณ การหาร การยกกำลังจำนวนเต็ม และการแยกรากของระดับ n

z 1 ∙ z 2 = r 1 ∙ r 2 (cos ( 1 +  2) + ฉันบาป( 1 +  2))

เมื่อคูณจำนวนเชิงซ้อนสองตัวในรูปแบบตรีโกณมิติ โมดูลจะถูกคูณและเพิ่มอาร์กิวเมนต์ เมื่อแบ่งโมดูลจะถูกแบ่งออกและข้อโต้แย้งจะถูกลบออก

ข้อพิสูจน์ของกฎในการคูณจำนวนเชิงซ้อนคือกฎสำหรับการบวกจำนวนเชิงซ้อนยกกำลัง

z = r(cos  + ฉันบาป )

z n = r n (cos n + isin n)

อัตราส่วนนี้เรียกว่า สูตรมูฟวร์

ตัวอย่างที่ 8.1 ค้นหาผลคูณและผลหารของตัวเลข:

และ

สารละลาย

ซี 1 ∙z 2

=

;

ตัวอย่างที่ 8.2 เขียนตัวเลขในรูปแบบตรีโกณมิติ


–i) 7 .

สารละลาย

มาแสดงกันเถอะ
และ z 2 =
- ฉัน.

ร 1 = |z 1 | = √ 1 2 + 1 2 = √ 2; ;

 1 = หาเรื่อง z 1 = อาร์คแทน
;

ซี 1 =
;

ร 2 = |z 2 | = √(√ 3) 2 + (– 1) 2 = 2;  2 = หาเรื่อง z 2 = อาร์คแทน
;

ซี 2 = 2
) 5
ซี 1 5 = (

- ซี 2 7 = 2 7
ซี = (
=

2 9

) 5 ·2 7

§ 9 การแยกรากของจำนวนเชิงซ้อนnคำนิยาม. รากยกกำลังของจำนวนเชิงซ้อน
z (แสดงว่า
= 0.

) เป็นจำนวนเชิงซ้อน w โดยที่ w n = z ถ้า z = 0 แล้ว

ให้ z  0, z = r(cos + isin) ให้เราแสดงว่า w = (cos + sin) จากนั้นเราเขียนสมการ w n = z ในรูปแบบต่อไปนี้

 n (cos(n·) + ไอซิน(n·)) = r(cos + ไอซิน)

 =

ดังนั้น  n = r
·
.

ดังนั้น wk =

ในบรรดาค่าเหล่านี้มีค่าที่แตกต่างกัน n ประการ

ดังนั้น k = 0, 1, 2, …, n – 1
บนระนาบเชิงซ้อน จุดเหล่านี้คือจุดยอดของเอ็นกอนปกติที่จารึกไว้ในวงกลมรัศมี

โดยมีศูนย์กลางอยู่ที่จุด O (รูปที่ 12)

รูปที่ 12ตัวอย่างที่ 9.1
.

ค้นหาค่าทั้งหมด

สารละลาย.

ลองแทนตัวเลขนี้ในรูปแบบตรีโกณมิติ ลองหาโมดูลัสและอาร์กิวเมนต์ของมันกัน
ว เค =

โดยที่ k = 0, 1, 2, 3
.

w 0 =
.

วิ 1 =
.

วิ 2 =
.

บนระนาบเชิงซ้อน จุดเหล่านี้คือจุดยอดของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่จารึกไว้ในรัศมีวงกลม
โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดกำเนิด (รูปที่ 13)

รูปที่ 13 รูปที่ 14

ตัวอย่างที่ 9.2ตัวอย่างที่ 9.1
.

ค้นหาค่าทั้งหมด

z = – 64 = 64(cos +isin);

ลองแทนตัวเลขนี้ในรูปแบบตรีโกณมิติ ลองหาโมดูลัสและอาร์กิวเมนต์ของมันกัน
โดยที่ k = 0, 1, 2, 3, 4, 5

โดยที่ k = 0, 1, 2, 3
- วิ 1 =
;

วิ 1 =
วิ 3 =

ส 4 =
- ส 5 =
.

บนระนาบเชิงซ้อน จุดเหล่านี้คือจุดยอดของรูปหกเหลี่ยมปกติที่จารึกไว้ในวงกลมรัศมี 2 โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุด O (0; 0) - รูปที่ 14

§ 10 รูปแบบเลขชี้กำลังของจำนวนเชิงซ้อน

สูตรของออยเลอร์

มาแสดงกันเถอะ
= cos  + isin  และ
= cos  - ไอซิน  . ความสัมพันธ์เหล่านี้เรียกว่า .

สูตรของออยเลอร์
การทำงาน

มีคุณสมบัติปกติของฟังก์ชันเลขชี้กำลัง:

ให้เขียนจำนวนเชิงซ้อน z ในรูปแบบตรีโกณมิติ z = r(cos + isin)

จากสูตรของออยเลอร์ เราสามารถเขียนได้ว่า:
.

ซี = อาร์ รายการนี้เรียกว่าแบบฟอร์มเอ็กซ์โปเนนเชียล

จำนวนเชิงซ้อน. เมื่อใช้มัน เราจะได้กฎสำหรับการคูณ การหาร การยกกำลัง และการแยกราก
ถ้า z 1 = r 1 ·
และ z 2 = r 2 ·

?ที่
;

·

ซี 1 · ซี 2 = อาร์ 1 · อาร์ 2 ·

z n = r n ·

โดยที่ k = 0, 1, … , n – 1ตัวอย่างที่ 10.1

เขียนตัวเลขในรูปแบบพีชคณิต
.

ค้นหาค่าทั้งหมด

ซี =ตัวอย่างที่ 10.2

ค้นหาค่าทั้งหมด

แก้สมการ z 2 + (4 – 3i)z + 4 – 6i = 0
สำหรับสัมประสิทธิ์เชิงซ้อนใดๆ สมการนี้มีสองราก z 1 และ z 1 (อาจตรงกัน) รากเหล่านี้สามารถพบได้โดยใช้สูตรเดียวกันกับในกรณีจริง เพราะ

รับค่าสองค่าที่แตกต่างกันเฉพาะเครื่องหมาย จากนั้นสูตรนี้จะมีลักษณะดังนี้:
เนื่องจาก –9 = 9 e  i ดังนั้นค่าต่างๆ

จะมีตัวเลข:
แล้ว
.

และตัวอย่างที่ 10.3

ค้นหาค่าทั้งหมด

แก้สมการ z 3 +1 = 0; ซี 3 = – 1.
.

รากที่ต้องการของสมการจะเป็นค่าต่างๆ

ลองแทนตัวเลขนี้ในรูปแบบตรีโกณมิติ ลองหาโมดูลัสและอาร์กิวเมนต์ของมันกัน
สำหรับ z = –1 เรามี r = 1, หาเรื่อง(–1) = 

, เค = 0, 1, 2

แบบฝึกหัด

9 แสดงตัวเลขในรูปแบบเลขชี้กำลัง:
ข)

+ฉัน;
.

ช)

10 เขียนตัวเลขในรูปแบบเลขชี้กำลังและพีชคณิต:

ก)

9 แสดงตัวเลขในรูปแบบเลขชี้กำลัง:

วี)

ง) 7(cos0 + isin0)

10 เขียนตัวเลขในรูปแบบเลขชี้กำลังและพีชคณิต:

9 แสดงตัวเลขในรูปแบบเลขชี้กำลัง:

ก)

+ฉัน;

11 เขียนตัวเลขในรูปแบบพีชคณิตและเรขาคณิต:


จะได้รับ 12 หมายเลข
.

นำเสนอในรูปแบบเลขชี้กำลัง ค้นหา

13 การใช้รูปแบบเลขชี้กำลังของจำนวนเชิงซ้อน ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:
ก)

ข)
วี)

ช)

.