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Forum "Uni-Analysis-Komplexe Zahlen" - komplexe zahlen
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komplexe zahlen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:38 So 06.12.2009
Autor: AnikaBrandes

Hab mal eine Frage..
Ich soll hier die komplexen Zahlen jeweils in der Form x + iy ; x; y [mm] \in [/mm] R und in Polarkoordinaten angeben
[mm] zi=\bruch{3}{2}i+\bruch{2-i}{2i} [/mm]
Mein Ergebnis ist dann [mm] \bruch{-1}{2}+\bruch{1}{2}i [/mm]
wie rechne ich jetzt weiter..
das ergebnis soll [mm] \bruch{1}{\wurzel{2}}e^\bruch{3}{4}\pi*i [/mm] sein

        
Bezug
komplexe zahlen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:48 So 06.12.2009
Autor: schachuzipus

Hallo Anika,

> Hab mal eine Frage..
>  Ich soll hier die komplexen Zahlen jeweils in der Form x +
> iy ; x; y [mm]\in[/mm] R und in Polarkoordinaten angeben
>  [mm]zi=\bruch{3}{2}i+\bruch{2-i}{2i}[/mm]
>  Mein Ergebnis ist dann [mm]\bruch{-1}{2}+\bruch{1}{2}i[/mm]

Hmm, hast du irgendwo in der Aufgabenstellung einen Tippfehler?

Ich komme mit [mm] $zi=\frac{3}{2}i+\frac{2-i}{2i}$ [/mm] nach Multiplikation mit $-i$ auf beiden Seiten und Zusammenfassen auf [mm] $z=\red{+}\frac{1}{2}+\frac{1}{2}i$ [/mm]

>  wie rechne ich jetzt weiter..
>  das ergebnis soll [mm]\bruch{1}{\wurzel{2}}e^\bruch{3}{4}\pi*i[/mm]
> sein

Nun, je nachdem, welches unserer Ergebnisse richtig ist, kommt man alternativ auf [mm] $z=\frac{1}{\sqrt{2}}\cdot{}e^{\frac{\pi}{4}i}$ [/mm]

Zeichne die komplexe Zahl, die du erhältst, sei es nun deine oder meine, in ein Koordinatensystem.

Die Darstellung [mm] $z=|z|\cdot{}e^{\varphi\cdot{}i}$ [/mm] kannst du dann wie folgt berechnen.

Den Betrag kannst du einfach über die Definition des Betrages einer komplexen Zahl berechnen.

Den Winkel [mm] $\varphi$ [/mm] kannst du schön im Koordinatensystem ablesen, da  brauchst du die "komische" []arctan-Formel nicht.


LG

schachuzipus



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komplexe zahlen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:12 So 06.12.2009
Autor: AnikaBrandes

Hi, danke für die schnelle Antwort. :-)

Mein Ergebnis müsste eigentlich richtig sein. Ich bekomme [mm] \bruch{3}{2}i-i-\bruch{1}{2} [/mm] heraus, also das Ergebnis welches ich habe.
Das Problem ist, das wir die Art von Aufgabe rechnerisch bearbeitet haben. Es ging irgendwie so weiter...
[mm] \vmat{ z1}=\wurzel{\bruch{1}{4}+\bruch{1}{4}}=\bruch{\wurzel{2}}{2} [/mm]

[mm] z1=\bruch{1}{\wurzel{2}}*(\bruch{\wurzel{2}}{-2}+\bruch{\wurzel{2} }{2}*i) [/mm]

[mm] =\bruch{1}{\wurzel{2}}*(cos\bruch{3}{4}\pi+i*sin\bruch{3}{4}\pi) [/mm]
= das ergebnis welches ich vorhin eingetragen habe
Danke

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komplexe zahlen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:14 So 06.12.2009
Autor: AnikaBrandes

...und das ist mein Problem. Ich verstehe nicht, was sie da gemacht haben?

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komplexe zahlen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:31 So 06.12.2009
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> Hi, danke für die schnelle Antwort. :-)
>  
> Mein Ergebnis müsste eigentlich richtig sein. Ich bekomme
> [mm]\bruch{3}{2}i-i-\bruch{1}{2}[/mm] heraus, also das Ergebnis
> welches ich habe.

Nun, du hast oben die Gleichung [mm] $zi=\frac{3}{2}i+\frac{2-i}{2i}$ [/mm] angegeben.

Es ist [mm] $i\cdot{}(-i)=-i^2=-(-1)=1$, [/mm] also multipliziere ich auf beiden Seiten mit $-i$, um z zu isolieren:

[mm] $\Rightarrow [/mm] z \ = \ [mm] -i\cdot{}\left(\frac{3}{2}i+\frac{2-i}{2i}\right)=\frac{3}{2}i\cdot{}(-i)+\frac{2-i}{2\red{i}}\cdot{}(-\red{i})=\frac{3}{2}+\frac{i-2}{2}=\frac{3-2}{2}+\frac{i}{2}=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}i$ [/mm]

> Das Problem ist, das wir die Art von Aufgabe rechnerisch
> bearbeitet haben. Es ging irgendwie so weiter...
>  [mm]\vmat{ z1}=\wurzel{\bruch{1}{4}+\bruch{1}{4}}=\bruch{\wurzel{2}}{2}[/mm]
>  
> [mm]z1=\bruch{1}{\wurzel{2}}*(\bruch{\wurzel{2}}{-2}+\bruch{\wurzel{2} }{2}*i)[/mm]

Hier wird der Betrag berechnet, für $w=x+iy$ ist [mm] $|w|=\sqrt{x^2+y^2}$, [/mm] hier mit [mm] $x=\frac{1}{2}=y$ [/mm] bzw. bei deinem Ergebnis [mm] $x=-\frac{1}{2}$ [/mm]

>  
> [mm]=\bruch{1}{\wurzel{2}}*(cos\bruch{3}{4}\pi+i*sin\bruch{3}{4}\pi)[/mm]

Hier liest man den Winkel der m.E. falsch berechneten Zahl im Koordinatensystem ab.

Die Zahl [mm] $z=-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}i$ [/mm] liegt im 2. Quadranten und schließt mit der x-Achse im Gegenuhrzeigersinn einen Winkel von [mm] 135^\circ [/mm] ein (resp. [mm] $\frac{3}{4}\pi$) [/mm]

Bei meinem Ergebnis liegt die Zahl im 1.Quadranten und schließt entsprechend einen Winkel von [mm] $45^\circ$ [/mm] bzw. [mm] $\frac{\pi}{4}$ [/mm] ein.

>  = das ergebnis welches ich vorhin eingetragen habe
>  Danke

Gerne

LG

schachuzipus


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komplexe zahlen: Tippfehler
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:39 So 06.12.2009
Autor: Loddar

Hallo schachuzipus!


Ich glaube, ihr beide redet wegen eines Tippfehlers aneinander vorbei.

Ganz oben soll es wohl [mm] $z_{\red{1}}$ [/mm] und nicht etwa $z \ [mm] \red{*i}$ [/mm] heißen.

Damit stimmt auch Anikas Zwischenergebnis!


Gruß
Loddar


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komplexe zahlen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:51 So 06.12.2009
Autor: AnikaBrandes

Oh ja, Loddar hat recht... sorry...:-)
Hab eigentlich alles verstanden, nur wie kommt man von dem einen zum anderen. Hat das etwas mit den Betragstrichen zu tun?

[mm] \vmat{ z1}=\wurzel{\bruch{1}{4}+\bruch{1}{4}}=\bruch{\wurzel{2}}{2} [/mm]

[mm] z1=\bruch{1}{\wurzel{2}}\cdot{}(\bruch{\wurzel{2}}{-2}+\bruch{\wurzel{2} }{2}\cdot{}i) [/mm]

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komplexe zahlen: Wurzelrechnung
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:00 So 06.12.2009
Autor: Loddar

Hallo Anika!


Es gilt:
[mm] $$\bruch{1}{\wurzel{2}} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{1}{\wurzel{2}}*\blue{\bruch{\wurzel{2}}{\wurzel{2}}} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{\wurzel{2}}{2}$$ [/mm]

Gruß
Loddar


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komplexe zahlen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:25 So 06.12.2009
Autor: AnikaBrandes

Oh man, warum sehe ich das nie..
so ist es mir klar! Kannst du mir bitte auch noch bei dieser Aufgabe helfen..?

[mm] (\bruch{2+8i}{3-5i})^7 [/mm]

Ich meine die Klammer hoch 7. Ich habe keine Probleme damit die Klammer auszurechenen, nur die hoch 7 macht mir Probleme.

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komplexe zahlen: Moivre-Formel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:45 So 06.12.2009
Autor: Loddar

Hallo Anika!


Rechne erst den Term innerhalb der Klammer um in die Form $x+i*y_$ .
Verwende anschließend die MBMoivre-Formel.


Gruß
Loddar


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komplexe zahlen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:34 Mo 07.12.2009
Autor: AnikaBrandes

Irgendwie bekomme ich immer noch nicht das Ergebnis heraus...

Ich habe die Aufgabe  [mm] (\bruch{2+8i}{3-5i})^{7} [/mm]  und erhalte -1+i
als z=x+yi
Dies in die Formel http://www.matheforum.net/wissen/Moivre-Formel eingegenen:

[mm] z7=\wurzel[7]{2}[cos (\bruch{\bruch{\wurzel{2}}{2}+6*2\pi}{7})+i*sin(\bruch{\bruch{\wurzel{2}}{2}+6*2\pi}{7})] [/mm]

Das kann aber nicht richtig sein, da das Ergebnis [mm] 8\wurzel{2}[cos(\bruch{-3}{4}\pi)+i*sin(\bruch{-3}{4}\pi)] [/mm] sein müsste.
Kann  mir jemand helfen...?

Bezug
                                                                        
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komplexe zahlen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:54 Mo 07.12.2009
Autor: Denny22


> Irgendwie bekomme ich immer noch nicht das Ergebnis
> heraus...
>  
> Ich habe die Aufgabe  [mm](\bruch{2+8i}{3-5i})^{7}[/mm]  und erhalte
> -1+i

Hallo,

es gilt (erweitern mit dem komplex Konjugierten des Nenners)

     [mm] $\frac{2+8i}{3-5i}=\frac{(2+8i)\cdot(3+5i)}{(3-5i)\cdot(3+5i)}=\frac{6+24i+10i-40}{9-15i+15i+25}=\frac{-34+34i}{34}=-1+i$ [/mm]

Damit erhalten wir

     [mm] $\left(\frac{2+8i}{3-5i}\right)^7=\left(-1+i\right)^7=-8-8i$ [/mm]

>  als z=x+yi
>  Dies in die Formel
> http://www.matheforum.net/wissen/Moivre-Formel eingegenen:
>  
> [mm]z7=\wurzel[7]{2}[cos (\bruch{\bruch{\wurzel{2}}{2}+6*2\pi}{7})+i*sin(\bruch{\bruch{\wurzel{2}}{2}+6*2\pi}{7})][/mm]
>  
> Das kann aber nicht richtig sein, da das Ergebnis
> [mm]8\wurzel{2}[cos(\bruch{-3}{4}\pi)+i*sin(\bruch{-3}{4}\pi)][/mm]
> sein müsste.
>  Kann  mir jemand helfen...?


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Bezug
komplexe zahlen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:46 Mo 07.12.2009
Autor: AnikaBrandes

Hi, danke für die schnelle Antwort.

Gibt es eine Rechenmethode für z.B [mm] (1+i)^{7} [/mm]  um diese schneller ausrechenzu können. Ich meine schneller als alles einzeln auszumultiplizieren
z.b [mm] (1+i)^{2}*(1+i)^{2}*(1+i)^{2}*(1+i) [/mm]

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komplexe zahlen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:06 Mo 07.12.2009
Autor: fred97


> Hi, danke für die schnelle Antwort.
>  
> Gibt es eine Rechenmethode für z.B [mm](1+i)^{7}[/mm]  um diese
> schneller ausrechenzu können. Ich meine schneller als
> alles einzeln auszumultiplizieren
> z.b [mm](1+i)^{2}*(1+i)^{2}*(1+i)^{2}*(1+i)[/mm]  



                    [mm] $(1+i)^2= [/mm] 2i$

FRED

Bezug
                                                                                        
Bezug
komplexe zahlen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:19 Mo 07.12.2009
Autor: Denny22

Hinweis: Dir ist aber hoffentlich klar, dass ich $-1+i$ und nicht $1+i$ in meiner Antwort geschrieben habe, oder?!

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