Читайте также:
|
|
Получим правило возведения в целую положительную степень из правила умножения комплексных чисел:
;
и т.д.
Можно предположить, что для любого целого положительного n справедливо:
.
Докажем это по методу математической индукции. Имеем:
1) Формула верна при n = 2 (см. выше).
2) Пусть формула справедлива при некотором n. Докажем, что она будет верна и при :
,
что и требовалось доказать.
Возведение комплексного числа в целую отрицательную степень.
При возведении комплексного числа в целую отрицательную степень получим:
.
Здесь была учтена формула (1.3).
Таким образом, справедлива формула
, где . (1.4)
Пример 4. . Найти двумя способами.
Решение. 1) Запишем комплексное число z в тригонометрической форме:
; ; ; .
.
Тогда получим
.
2) Найдем алгебраическим способом (на основе формулы бинома Ньютона).
.
ИЗВЛЕЧЕНИЕ КОРНЯ ИЗ КОМПЛЕКСНОГО ЧИСЛА
Задача извлечения корня является задачей, обратной задаче возведения в степень, так как по определению извлечь корень целой положительной степени n из комплексного числа z означает следующее: найти такое комплексное число , чтобы выполнялось равенство вида .
Пусть
; ,
тогда имеем
.
Отсюда, используя правило равенства двух комплексных чисел, получим
;
.
Таким образом, получим
. (1.5)
Очевидно, что при получим уже найденные ранее корни в силу 2π - периодичности функций и . Следовательно, корень n ‑й степени из комплексного числа имеет ровно n различных значений.
Легко заметить, что все корни на комплексной плоскости будут являться вершинами правильного n -угольника, вписанного в окружность радиуса с центром в начале координат (см. примеры 5, 6).
Пример 5. Вычислить .
Решение. Запишем комплексное число в тригонометрической форме:
; ; ,
и воспользуемся формулой (1.5):
;
откуда получим
;
;
;
;
;
.
При корень совпадает с , корень с и т.д. Все найденные корни изображены на рис. 6.
Пример 6. Найти .
Решение. Запишем комплексное число в тригонометрической форме:
.
Тогда по формуле (1.5) получим
;
;
;
(рис. 7).
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 114 | Нарушение авторских прав