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a) Schreiben Sie
$$ \frac{4}{i+1}+\frac{2 t}{2 i-1} $$
in kartesischen Koordinaten.

b) Geben Sie alle reellen und komplexen Lösungen der Gleichung
$$ z^{4}=16 i $$
an.

c) Lösen Sie die quadratische Gleichung
$$ ix^{2}-x(1+5 i)+6 i+3=0 $$
(z.B. mit Hilfe der pq-Formel).

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1 Antwort

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a) wandle die zähler und nenner in die polarform um, dann führe die divisionen aus. damit bist du schon mal die bruchstriche los. dann wieder zurück in die kartesische form umwandeln und die addition ausführen.

b) schreibe 16i in polarform 16i = 16ei90° und ziehe daraus die vierte wurzel nach schema f.

c) hier kannst du erstmal die 1 + 5i sowie die 3 in die polarform bringen und dann die gleichung durch i teilen.



a)
$$ \frac{4}{1+i}+\frac{2i}{2i-1} = \frac{4(i-1)}{(i+1)(i-1)} + \frac{2i(2i+1)}{(2i-1)(2i+1)} = \\ \frac{4i-4}{-2}+\frac{-4+2i}{-5} = -2i+2 + \frac{4}{5}-\frac{2}{5}i = \\ \frac{14}{5}-\frac{12}{5}i $$

b)
$$ z^4=16i \Rightarrow z = \sqrt[4]{16i} \\ 16i = 16e^{i90^\circ} = 16e^{i \frac{\pi}{2}} \\ \sqrt[4]{16i} = \sqrt[4]{16}e^{i \varphi_k} = 2e^{i \varphi_k} \\ mit \ \varphi_k = \frac{\frac{\pi}{2} + 2\pi k}{4} = \frac{\pi}{8}+\frac{\pi k}{2}, k=0,1,2,3 \\ \varphi_0 = \frac{1}{8}\pi, \varphi_1 = \frac{5}{8}\pi, \varphi_2 = \frac{9}{8}\pi, \varphi_3 = \frac{13}{8}\pi \\ z_0 = 2e^{\frac{1}{8}\pi}, z_1 = 2e^{\frac{5}{8}\pi}, z_2 = 2e^{\frac{9}{8}\pi}, z_3 = 2e^{\frac{13}{8}\pi} \\ \\ $$

c)
$$ ix^2-(1+5i)x+6i+3=0 \\ $$
im folgenden benutzen wir die mitternachtsformel mit
a = i, b = -(1+5i), ac = i(6i+3)
$$ x_{1,2} = \frac{1+5i\pm \sqrt{(-(1+5i))^2-4i(6i+3)}}{2i} \\ x_1 = \frac{1+5i \pm \sqrt{-2i}}{2i} = \frac{1+5i \pm i-1}{2i} \\ x_1 = \frac{6i}{2i} = 3\\ x_1 = \frac{4i+2}{2i} = 2-i $$

lg

Avatar von 11 k
ich verstehe die lösung c nicht ganz . wie bist du auf -4i gekommen und 2i im nenner muss?
$$ax^2 + bx + c = 0$$
$$ix^2-(1+5i)x+6i+3 = 0$$
$$a=i, b=-(1+5i), c = 6i+3$$
mitternachtsformel:
$$x_{1,2} = \frac {-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$
a,b,c werden in die mitternachtsformel eingesetzt, mehr steckt nicht dahinter.

klar?

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