Σύστημα μιγαδικών

Δυσκολότερα θέματα τα οποία όμως άπτονται της σχολικής ύλης και χρησιμοποιούν αποκλειστικά θεωρήματα που βρίσκονται μέσα σε αυτή. Σε διαφορετική περίπτωση η σύνταξη του μηνύματος θα πρέπει να γίνει στο υποφόρουμ "Ο ΦΑΚΕΛΟΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ"

Συντονιστής: Μπάμπης Στεργίου

Άβαταρ μέλους
Ραϊκόφτσαλης Θωμάς
Δημοσιεύσεις: 1112
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 12:01 am
Τοποθεσία: Άλιμος, Αθήνα
Επικοινωνία:

Σύστημα μιγαδικών

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Ραϊκόφτσαλης Θωμάς » Δευ Ιούλ 13, 2009 10:23 pm

Καλησπέρα
Ένα ωραίο θέμα μιγαδικών αριθμών που ξεφεύγει λίγο από τα συνηθισμένα και ίσως λίγο και από την ύλη της Γ! Λυκείου.

Αν \displaystyle{\displaystyle {z_1},{z_2},{z_3} \in C}, να επιλυθεί το σύστημα:

\displaystyle{\displaystyle {z_1} + {z_2} + {z_3} = 0}
\displaystyle{\displaystyle \left| {{z_1}} \right| = \left| {{z_2}} \right| = \left| {{z_3}} \right| \ne 0}

Θωμάς


Η γνώση μας κάνει περήφανους, η σοφία ταπεινούς.
Άβαταρ μέλους
A.Spyridakis
Δημοσιεύσεις: 495
Εγγραφή: Δευ Δεκ 22, 2008 11:47 am
Τοποθεσία: Εδώ

Re: Σύστημα μιγαδικών

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από A.Spyridakis » Δευ Ιούλ 13, 2009 10:53 pm

Λύση του συστήματος είναι κάθε τριάδα μιγαδικών (z1, z2, z3) [ή (z1, z2, -z1-z2)] των οποίων οι εικόνες βρίσκονται στον Κ(Ο,|z1|) και σχηματίζουν ισόπλευρο τρίγωνο. Δηλ. έχουμε άπειρες τριάδες. Αυτό ήθελε η άσκηση? Μπας και μου 'χει ξεφύγει κάτι?


Άβαταρ μέλους
chris_gatos
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 6970
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 9:03 pm
Τοποθεσία: Ανθούπολη

Re: Σύστημα μιγαδικών

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από chris_gatos » Δευ Ιούλ 13, 2009 11:07 pm

Aφού δεν απάντησα στο άλλο, θα απαντήσω σε αυτό το θέμα του Θωμά .( Στο άλλο κάτι μου βρώμαγε, θα το ξαναδώ!)

Εχουμε:
\displaystyle{\displaystyle  
z_1  =  - \left( {z_2  + z_3 } \right) \Rightarrow z_1 ^2  = z_2 ^2  + z_3 ^2  + 2z_2 z_3 (1) 
} αλλά και :
\displaystyle{\displaystyle  
|z_1 | = |z_2 | = |z_3 | = r > 0 \Rightarrow \bar z_1  = \frac{{r^2 }} 
{{z_1 }},\bar z_2  = \frac{{r^2 }} 
{{z_2 }},\bar z_3  = \frac{{r^2 }} 
{{z_3 }} 
}.
Αρα :
\displaystyle{\displaystyle  
z_1  + z_2  + z_3  = 0 \Rightarrow \bar z_1  + \bar z_2  + \bar z_3  = 0 \Rightarrow r^2 (\frac{1} 
{{z_1 }} + \frac{1} 
{{z_2 }} + \frac{1} 
{{z_3 }}) = 0 \Rightarrow z_1 z_2  + z_2 z_3  + z_3 z_1  = 0(2) 
}
Λόγω της
(2) , αλλά και της αρχικής προκύπτει , σχετικά εύκολα (απο ταυτότητα) πως:
\displaystyle{\displaystyle  
z_1 ^2  + z_2 ^2  + z_3 ^2  = 0 \Rightarrow z_1 ^2  =  - z_2 ^2  - z_3 ^2 (3) 
}.
Αντικαθιστώντας την (1) στην (3) προκύπτει:
\displaystyle{\displaystyle  
z_2 ^2  + z_3 ^2  + z_2 z_3  = 0 
}. Διαιρώντας με \displaystyle{\displaystyle  
z_2 z_3  \ne 0 
}, έχουμε : \displaystyle{\displaystyle  
\frac{{z_2 }} 
{{z_3 }} + \frac{{z_3 }} 
{{z_2 }} + 1 = 0 
}.
Θέτουμε \displaystyle{\displaystyle  
\frac{{z_2 }} 
{{z_3 }} = w 
} και η εξίσωση γίνεται:
\displaystyle{\displaystyle  
w + \frac{1} 
{w} + 1 = 0 \Rightarrow w = \frac{{ - 1 \pm i\sqrt 3 }} 
{2} \Rightarrow \frac{{z_2 }} 
{{z_3 }} = \frac{{ - 1 \pm i\sqrt 3 }} 
{2} \Rightarrow z_2  = \frac{{ - 1 \pm i\sqrt 3 }} 
{2}z_3  
}.
Αντικαθιστούμε στην αρχική και παίρνουμε και μια έκφραση του \displaystyle{\displaystyle  
z_1  
} , σε συνάρτηση με το \displaystyle{\displaystyle  
z_3  
}.
Χμμμ....άπειρες λύσεις;;;
Θα το ξαναδώ!


Χρήστος Κυριαζής
paylos
Δημοσιεύσεις: 146
Εγγραφή: Δευ Φεβ 02, 2009 8:33 pm
Τοποθεσία: ΝΕΑ ΣΜΥΡΝΗ

Re: Σύστημα μιγαδικών

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από paylos » Δευ Ιούλ 13, 2009 11:11 pm

A.Spyridakis έγραψε:Λύση του συστήματος είναι κάθε τριάδα μιγαδικών (z1, z2, z3) [ή (z1, z2, -z1-z2)] των οποίων οι εικόνες βρίσκονται στον Κ(Ο,|z1|) και σχηματίζουν ισόπλευρο τρίγωνο. Δηλ. έχουμε άπειρες τριάδες. Αυτό ήθελε η άσκηση? Μπας και μου 'χει ξεφύγει κάτι?
Συμφωνώ για τις άπειρες λύσεις , όμως το τρίγωνο δεν είναι κατ' ανάγκη ισόπλευρο, απλά έχει τις κορυφές του στον κύκλο.


ΠΑΥΛΟΣ
Άβαταρ μέλους
cretanman
Διαχειριστής
Δημοσιεύσεις: 4117
Εγγραφή: Πέμ Δεκ 18, 2008 12:35 pm
Τοποθεσία: Ηράκλειο Κρήτης
Επικοινωνία:

Re: Σύστημα μιγαδικών

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από cretanman » Δευ Ιούλ 13, 2009 11:11 pm

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν τέτοια z_1,z_2,z_3 όπως λέει η υπόθεση. Τότε αν |z_1|=|z_2|=|z_3|=R\neq 0. Τότε

z_1+z_2+z_3=0=\overline{0}=\overline{z_1+z_2+z_3}=\displaystyle\frac{R^2}{z_1}+\displaystyle\frac{R^2}{z_2}+\displaystyle\frac{R^2}{z_3}. Έτσι παίρνουμε (αφού R\neq 0) ότι z_1z_2+z_2z_3+z_3z_1=0.

Συνεπώς (σύμφωνα με τους τύπους Vieta) οι z_1,z_2,z_3 είναι ρίζες της εξίσωσης:

t^3-0\cdot t^2 + 0 \cdot t - z_1z_2z_3=0

άρα z_1^3=z_2^3=z_3^3 \ \ (=z_1z_2z_3)

άρα z_1^2=z_2z_3 , z_2^2=z_1z_3 και z_3^2=z_1z_2

οπότε παίρνουμε τους λόγους \displaystyle\frac{z_1}{z_2}=\displaystyle\frac{z_2}{z_3}=\displaystyle\frac{z_3}{z_1}=k άρα τελικά

z_1=kz_2, z_2=kz_3, z_3=kz_1 και με πολλαπλασιασμό κατά μέλη παίρνουμε k^3=1 άρα το k είναι κάποια από τις κυβικές ρίζες της μονάδος 1,\omega,\omega^2(όπου \omega=\frac{-1+\sqrt{3}i}{2} ).

Αρχίζουμε λοιπόν τις περιπτώσεις:

α) Αν k=1 τότε z_1=z_2=z_3=0, άτοπο

β) Αν k=\omega τότε z_1=\omega z_2, z_2=\omega z_3 , z_3=\omega z_1 συνεπώς αν θέσουμε z_1=z, τότε λύση του συστήματος είναι κάθε τριάδα της μορφής (z_1,z_2,z_3)=(z,\omega^2z,\omega z) για τυχαίο μιγαδικό z\neq 0.

γ) Όμοια αν k=\omega^2 τότε και πάλι η λύση είναι η ίδια με το β.

Άρα τελικά οι λύσεις είναι άπειρες της μορφής \boxed{(z_1,z_2,z_3)=(z,\omega^2z,\omega z)} για τυχαίο μιγαδικό z\neq 0

Αλέξανδρος


Αλέξανδρος Συγκελάκης
paganini
Δημοσιεύσεις: 108
Εγγραφή: Παρ Φεβ 20, 2009 9:50 pm

Re: Σύστημα μιγαδικών

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από paganini » Δευ Ιούλ 13, 2009 11:25 pm

chris_gatos έγραψε:Aφού δεν απάντησα στο άλλο, θα απαντήσω σε αυτό το θέμα του Θωμά .( Στο άλλο κάτι μου βρώμαγε, θα το ξαναδώ!)

Εχουμε:
\displaystyle{\displaystyle  
z_1  =  - \left( {z_2  + z_3 } \right) \Rightarrow z_1 ^2  = z_2 ^2  + z_3 ^2  + 2z_2 z_3 (1) 
} αλλά και :
\displaystyle{\displaystyle  
|z_1 | = |z_2 | = |z_3 | = r > 0 \Rightarrow \bar z_1  = \frac{{r^2 }} 
{{z_1 }},\bar z_2  = \frac{{r^2 }} 
{{z_2 }},\bar z_3  = \frac{{r^2 }} 
{{z_3 }} 
}.
Αρα :
\displaystyle{\displaystyle  
z_1  + z_2  + z_3  = 0 \Rightarrow \bar z_1  + \bar z_2  + \bar z_3  = 0 \Rightarrow r^2 (\frac{1} 
{{z_1 }} + \frac{1} 
{{z_2 }} + \frac{1} 
{{z_3 }}) = 0 \Rightarrow z_1 z_2  + z_2 z_3  + z_3 z_1  = 0(2) 
}
Λόγω της
(2) , αλλά και της αρχικής προκύπτει , σχετικά εύκολα (απο ταυτότητα) πως:
\displaystyle{\displaystyle  
z_1 ^2  + z_2 ^2  + z_3 ^2  = 0 \Rightarrow z_1 ^2  =  - z_2 ^2  - z_3 ^2 (3) 
}.
Αντικαθιστώντας την (1) στην (3) προκύπτει:
\displaystyle{\displaystyle  
z_2 ^2  + z_3 ^2  + z_2 z_3  = 0 
}. Διαιρώντας με \displaystyle{\displaystyle  
z_2 z_3  \ne 0 
}, έχουμε : \displaystyle{\displaystyle  
\frac{{z_2 }} 
{{z_3 }} + \frac{{z_3 }} 
{{z_2 }} + 1 = 0 
}.
Θέτουμε \displaystyle{\displaystyle  
\frac{{z_2 }} 
{{z_3 }} = w 
} και η εξίσωση γίνεται:
\displaystyle{\displaystyle  
w + \frac{1} 
{w} + 1 = 0 \Rightarrow w = \frac{{ - 1 \pm i\sqrt 3 }} 
{2} \Rightarrow \frac{{z_2 }} 
{{z_3 }} = \frac{{ - 1 \pm i\sqrt 3 }} 
{2} \Rightarrow z_2  = \frac{{ - 1 \pm i\sqrt 3 }} 
{2}z_3  
}.
Αντικαθιστούμε στην αρχική και παίρνουμε και μια έκφραση του \displaystyle{\displaystyle  
z_1  
} , σε συνάρτηση με το \displaystyle{\displaystyle  
z_3  
}.
Χμμμ....άπειρες λύσεις;;;
Θα το ξαναδώ!
σ'αυτο το συμπερασμα κατεληξα και γω με λιγα διανυσματα και γεωμετρια.
Τα διανυσματα σχηματιαζουν ανα δυο γωνια 120 μοιρων.
Συγκεκριμενα:
Εστω τα διανυσματα \vec{OM_1},\vec{OM_2},\vec{OM_3} και εστω\vec{OM_1}+\vec{OM_2}=\vec{OK}
ειναι |\vec{OK}|^2=|\vec{OM_1}|^2+|\vec{OM_2}|^2+2|\vec{OM_1}|\vec{OM_2}|\sigma \upsilon \nu \theta _{\vec{OM_1},\vec{OM_2}}(1)
Αφου ειναι z_1+z_2+z_3=0\Rightarrow{\vec{OM_1}+{\vec{OM_2}+{\vec{OM_3}={\vec{0}\Rightarrow\vec{OK}=-\vec{OM_3}
Θετω |\vec{OM_1}|=|\vec{OM_2}|=|\vec{OM_3}|=r=|\vec{OK}|
από (1) r^2=r^2+r^2+2rr\sigma \upsilon \nu \theta _{\vec{OM_1},\vec{OM_2}}\Rightarrow \sigma \upsilon \nu \theta _{\vec{OM_1},\vec{OM_2}}=-1/2
\Rightarrow\theta _{\vec{OM_1},\vec{OM_2}}=2\pi/3
τελευταία επεξεργασία από paganini σε Τρί Ιούλ 14, 2009 12:13 pm, έχει επεξεργασθεί 4 φορές συνολικά.


Άβαταρ μέλους
Ραϊκόφτσαλης Θωμάς
Δημοσιεύσεις: 1112
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 12:01 am
Τοποθεσία: Άλιμος, Αθήνα
Επικοινωνία:

Re: Σύστημα μιγαδικών

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Ραϊκόφτσαλης Θωμάς » Δευ Ιούλ 13, 2009 11:32 pm

Γεια σας.
Η λύση του Αλέξανδρου είναι πλήρης.
Βέβαια η εξίσωση \displaystyle{\displaystyle {t^3} - {r^3} = 0} με ρίζες τους \displaystyle{\displaystyle {z_1},{z_2},{z_3}} και \displaystyle{\displaystyle r \ne 0} αυθαίρετο λύνεται και ανεξάρτητα, χωρίς τη χρήση των κυβικών ριζών της μονάδας, για να μπορεί να θεωρηθεί και θέμα εξετάσεων, αλλά χάνει την ομορφιά της.
Σας ευχαριστώ όλους για τη προσπάθεια.
Στον Γάτο μας τον Χρήστο που πλησιάζει τις 1000 δημοσιεύσεις ευχές για 10000 δημοσιεύσεις και υγεία.
Θωμάς


Η γνώση μας κάνει περήφανους, η σοφία ταπεινούς.
paganini
Δημοσιεύσεις: 108
Εγγραφή: Παρ Φεβ 20, 2009 9:50 pm

Re: Σύστημα μιγαδικών

#8

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από paganini » Τρί Ιούλ 14, 2009 12:01 am

Ραϊκόφτσαλης Θωμάς έγραψε:Γεια σας.
Η λύση του Αλέξανδρου είναι πλήρης.
Βέβαια η εξίσωση \displaystyle{\displaystyle {t^3} - {r^3} = 0} με ρίζες τους \displaystyle{\displaystyle {z_1},{z_2},{z_3}} και \displaystyle{\displaystyle r \ne 0} αυθαίρετο λύνεται και ανεξάρτητα, χωρίς τη χρήση των κυβικών ριζών της μονάδας, για να μπορεί να θεωρηθεί και θέμα εξετάσεων, αλλά χάνει την ομορφιά της.
Σας ευχαριστώ όλους για τη προσπάθεια.
Στον Γάτο μας τον Χρήστο που πλησιάζει τις 1000 δημοσιεύσεις ευχές για 10000 δημοσιεύσεις και υγεία.
Θωμάς
Επομενως η απαντηση : οι μιγαδικοι ανηκουν σε κυκλο με κεντρο το (0,0) και τα διανυσματα τους σχηματιζουν ανα 2 γωνια 120 μοιρων ειναι σωστη;


AΝΔΡΕΑΣ ΒΑΡΒΕΡΑΚΗΣ
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 1236
Εγγραφή: Τετ Δεκ 31, 2008 8:07 pm
Τοποθεσία: ΗΡΑΚΛΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Re: Σύστημα μιγαδικών

#9

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από AΝΔΡΕΑΣ ΒΑΡΒΕΡΑΚΗΣ » Τρί Ιούλ 14, 2009 1:07 am

Νομίζω ότι η απλούστερη (και στοιχειώδης λύση), είναι διανυσματική-γεωμετρική, αποδεικνύοντας ότι τρία διανύσματα ίσου μέτρου με μηδενικό άθροισμα, έχουν τις μεταξύ τους γωνίες ίσες ( με 2π/3). Η απόδειξη γίνεται απλά, είτε με συνθήκη ισορροπίας τριών διανυσμάτων με κοινή αρχή (νόμος ημιτόνων, η ότι το άθροισμα των δύο είναι αντίθετο του τρίτου), είτε με διαδοχικά διανύσματα ΑΒ,ΒΓ,ΓΑ που σχηματίζουν ισόπλευρο τρίγωνο.
Είναι ένα κλασικό θέμα που πρέπει να γνωρίζει κάθε υποψήφιος, για το οποίο είχαν γίνει και αρκετές συζητήσεις την χρονιά που είχε τεθεί (2005) (Αν είναι από συγκεκριμένο φροντιστηριακό βιβλίο, για ασάφεια σε υποερώτημα, κλπ.)
Ανδρέας


Άβαταρ μέλους
Α.Κυριακόπουλος
Δημοσιεύσεις: 987
Εγγραφή: Κυρ Ιαν 04, 2009 9:49 am
Τοποθεσία: ΧΟΛΑΡΓΟΣ

Re: Σύστημα μιγαδικών

#10

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Α.Κυριακόπουλος » Τρί Ιούλ 14, 2009 1:55 am

Ραϊκόφτσαλης Θωμάς έγραψε:Καλησπέρα
Ένα ωραίο θέμα μιγαδικών αριθμών που ξεφεύγει λίγο από τα συνηθισμένα και ίσως λίγο και από την ύλη της Γ! Λυκείου.

Αν \displaystyle{\displaystyle {z_1},{z_2},{z_3} \in C}, να επιλυθεί το σύστημα:

\displaystyle{\displaystyle {z_1} + {z_2} + {z_3} = 0}
\displaystyle{\displaystyle \left| {{z_1}} \right| = \left| {{z_2}} \right| = \left| {{z_3}} \right| \ne 0}

Θωμάς
Λύση(και με τη σχολική ύλη και όμορφη!!!).
Έστω ότι για 3 μιγαδικούς αριθμούς z,ω και φ ( αλλάζω τα ονόματα των αριθμών για ευκολία στη γραφή), ισχύουν:
z+ω+φ=0 (1) και |z|=|ω|=|φ| \ne 0 (2).
Από την (1) βρίσκουμε: φ=-z-ω. Αντικαθιστώντας στις σχέσεις (2) βρίσκουμε:
|z|=|ω|=|z+ω| \Rightarrow 1 = \left| {\frac{\omega }{z}} \right| = \left| {1 + \frac{\omega }{z}} \right| (3).
Θέτουμε: \frac{\omega }{z} = x + yi, όπου x,y \in R. ‘Έτσι, από τις σχέσεις (3), βρίσκουμε:
\left\{ \begin{array}{l} 
 {x^2} + {y^2} = 1 \\  
 {(x + 1)^2} + {y^2} = 1 \\  
 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} 
 {x^2} + {y^2} = 1 \\  
 {x^2} + 2x + 1 + {y^2} = 1 \\  
 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} 
 x =  - \frac{1}{2} \\  
 y =  \pm \frac{{\sqrt 3 }}{2} \\  
 \end{array} \right.
Άρα : \frac{\omega }{z} =  - \frac{1}{2} + \frac{{\sqrt 3 }}{2}i ή \frac{\omega }{z} =  - \frac{1}{2} - \frac{{\sqrt 3 }}{2}i.
• Έστω ότι: \frac{\omega }{z} =  - \frac{1}{2} + \frac{{\sqrt 3 }}{2}i. Τότε:
\omega  = \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}z και \varphi  = \left( { - z - \omega  =  - z - \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}z} \right) = \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}z, z \in {C^ * } (4)
• Έστω ότι: \frac{\omega }{z} =  - \frac{1}{2} - \frac{{\sqrt 3 }}{2}i. Τότε:
\omega  = \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}z και \varphi  = \left( { - z - \omega  =  - z - \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}z} \right) = \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}z, z \in {C^ * } (5)
Αντιστρόφως. Όπως βρίσκουμε εύκολα, οι αριθμοί z,ω και φ που δίνονται από τις σχέσεις (4), όπως και εκείνοι που δίνονται από τις σχέσεις (5), πληρούν το σύστημα των εξισώσεων (1) και (2) και άρα είναι οι μοναδικοί ζητούμενοι.

Υ.Γ.1.
Χρήστο και Αλέξανδρε. Στις λύσεις που κάνατε,αφού εργαστήκατε με συνεπαγωγές( όπως και εγώ ), πώς ξέρετε ότι οι αριθμοί που βρήκατε πληρούν το δοσμένο σύστημα και άρα είναι οι ζητούμενοι; Είναι βέβαιο ότι το θεωρήσατε προφανές.Αλλά και σ' αυτή την περίπτωση πρέπει να το λέμε, γιατί αλλιώς περνάμε λανθασμένα μηνύματα( δηλαδή ότι, όταν εργαζόμαστε με συνεπαγωγές δεν χρειάζεται το αντίστροφο, που ,όπως ξέρετε, είναι λάθος).
Υ.Γ,2.
paganini έγραψε: Επομενως η απαντηση : οι μιγαδικοι ανηκουν σε κυκλο με κεντρο το (0,0) και τα διανυσματα τους σχηματιζουν ανα 2 γωνια 120 μοιρων ειναι σωστη;
paganini όχι, δεν είναι σωστή. Ποιοι είναι οι αριθμοί αυτοί; Όταν λέμε ότι θα λύσουμε ένα σύστημα εννοούμε ότι θα βρούμε όλους τους αριθμούς που το επαληθεύουν. Με τύπους, αν είναι άπειροι και όχι περιγραφικά με γεωμετρικές ιδιότητες που ενδεχομένως να έχουν. Εξάλλου είμαστε στην Άλγεβρα και τις λύσεις δεν πρέπει να τις στηρίζουμε σε σχήματα.

Υ.Γ.3.
Είχα προγραμματίσει να φύγω για διακοπές τη Δευτέρα. Αλλά κάτι συνέβη και θα φύγω οριστικά την Τρίτη.
Εύχομαι και πάλι σε όλους καλό καλοκαίρι.
τελευταία επεξεργασία από Α.Κυριακόπουλος σε Τρί Ιούλ 14, 2009 9:48 pm, έχει επεξεργασθεί 1 φορά συνολικά.


Αντώνης Κυριακόπουλος
•Ο έξυπνος παραδέχεται •Ο πονηρός δικαιολογείται •Ο βλάκας επιμένει
paganini
Δημοσιεύσεις: 108
Εγγραφή: Παρ Φεβ 20, 2009 9:50 pm

Re: Σύστημα μιγαδικών

#11

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από paganini » Τρί Ιούλ 14, 2009 12:00 pm

Α.Κυριακόπουλος έγραψε:
Ραϊκόφτσαλης Θωμάς έγραψε:Καλησπέρα
Ένα ωραίο θέμα μιγαδικών αριθμών που ξεφεύγει λίγο από τα συνηθισμένα και ίσως λίγο και από την ύλη της Γ! Λυκείου.

Αν \displaystyle{\displaystyle {z_1},{z_2},{z_3} \in C}, να επιλυθεί το σύστημα:

\displaystyle{\displaystyle {z_1} + {z_2} + {z_3} = 0}
\displaystyle{\displaystyle \left| {{z_1}} \right| = \left| {{z_2}} \right| = \left| {{z_3}} \right| \ne 0}

Θωμάς
Λύση(και με τη σχολική ύλη και όμορφη).
Έστω ότι για 3 μιγαδικούς αριθμούς z,ω και φ ( αλλάζω τα ονόματα των αριθμών για ευκολία στη γραφή), ισχύουν:
z+ω+φ=0 (1) και |z|=|ω|=|φ| \ne 0 (2).
Από την (1) βρίσκουμε: φ=-z-ω. Αντικαθιστώντας στις σχέσεις (2) βρίσκουμε:
|z|=|ω|=|z+ω| \Rightarrow 1 = \left| {\frac{\omega }{z}} \right| = \left| {1 + \frac{\omega }{z}} \right| (3).
Θέτουμε: \frac{\omega }{z} = x + yi, όπου x,y \in R. ‘Έτσι, από τις σχέσεις (3), βρίσκουμε:
\left\{ \begin{array}{l} 
 {x^2} + {y^2} = 1 \\  
 {(x + 1)^2} + {y^2} = 1 \\  
 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} 
 {x^2} + {y^2} = 1 \\  
 {x^2} + 2x + 1 + {y^2} = 1 \\  
 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} 
 x =  - \frac{1}{2} \\  
 y =  \pm \frac{{\sqrt 3 }}{2} \\  
 \end{array} \right.
Άρα : \frac{\omega }{z} =  - \frac{1}{2} + \frac{{\sqrt 3 }}{2}i ή \frac{\omega }{z} =  - \frac{1}{2} - \frac{{\sqrt 3 }}{2}i.
• Έστω ότι: \frac{\omega }{z} =  - \frac{1}{2} + \frac{{\sqrt 3 }}{2}i. Τότε:
\omega  = \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}z και \varphi  = \left( { - z - \omega  =  - z - \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}z} \right) = \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}z, z \in {C^ * } (4)
• Έστω ότι: \frac{\omega }{z} =  - \frac{1}{2} - \frac{{\sqrt 3 }}{2}i. Τότε:
\omega  = \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}z και \varphi  = \left( { - z - \omega  =  - z - \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}z} \right) = \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}z, z \in {C^ * } (5)
Αντιστρόφως. Όπως βρίσκουμε εύκολα, οι αριθμοί z,ω και φ που δίνονται από τις σχέσεις (4), όπως και εκείνοι που δίνονται από τις σχέσεις (5), πληρούν το σύστημα των εξισώσεων (1) και (2) και άρα είναι οι μοναδικοί ζητούμενοι.

Υ.Γ.1.
Χρήστο και Αλέξανδρε. Στις λύσεις που κάνατε,αφού εργαστήκατε με συνεπαγωγές( όπως και εγώ ), πώς ξέρετε ότι οι αριθμοί που βρήκατε πληρούν το δοσμένο σύστημα και άρα είναι οι ζητούμενοι; Είναι βέβαιο ότι το θεωρήσατε προφανές.Αλλά και σ' αυτή την περίπτωση πρέπει να το λέμε, γιατί αλλιώς περνάμε λανθασμένα μηνύματα( δηλαδή ότι, όταν εργαζόμαστε με συνεπαγωγές δεν χρειάζεται το αντίστροφο, που ,όπως ξέρετε, είναι λάθος).
Υ.Γ,2.
paganini έγραψε: Επομενως η απαντηση : οι μιγαδικοι ανηκουν σε κυκλο με κεντρο το (0,0) και τα διανυσματα τους σχηματιζουν ανα 2 γωνια 120 μοιρων ειναι σωστη;
paganini όχι, δεν είναι σωστή. Ποιοι είναι οι αριθμοί αυτοί; Όταν λέμε ότι θα λύσουμε ένα σύστημα εννοούμε ότι θα βρούμε όλους τους αριθμούς που το επαληθεύουν. Με τύπους, αν είναι άπειροι και όχι περιγραφικά με γεωμετρικές ιδιότητες που ενδεχομένως να έχουν. Εξάλλου είμαστε στην Άλγεβρα και τις λύσεις δεν πρέπει να τις στηρίζουμε σε σχήματα.

Υ.Γ.3.
Είχα προγραμματίσει να φύγω για διακοπές τη Δευτέρα. Αλλά κάτι συνέβη και θα φύγω οριστικά την Τρίτη.
Εύχομαι και πάλι σε όλους καλό καλοκαίρι.
Εχετε δικαιο.
Αλλα εφοσον εχω βρει τη γεωμετρικη ιδιοτητα των εικονων των μιγαδικων,τοτε ευκολα μπορω να βρω και την αλγεβρικη τους εκφραση.
Ετσι, αφου ολοι οι μιγαδικοι εχουν ισα μετρα και σχηματιζουν ανα δυο γωνια 2π/3 τοτε αν επιλεξουμε τυχαια εναν (εστω z) οι αλλοι προκυπτουν με στροφη του κατα γωνια 2π/3 (αριστεροστροφα και δεξιοστροφα) δηλαδη με πολλαπλασιασμο με το μιγαδικο συν2π/3+ημ2π/3i=-\frac{1}{2}+\frac{\sqrt3}{2}i και με τον συν(-2π/3)+ημ(-2π/3i)=(-\frac{1}{2}-\frac{\sqrt3}{2}i) αντιστοιχα.
αρα η τριπλετα των μιγαδικων θα ειναι: {{z,(-\frac{1}{2}+\frac{\sqrt3}{2}i)z,(-\frac{1}{2}-\frac{\sqrt3}{2}i)z}}


Άβαταρ μέλους
Σεραφείμ
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 1872
Εγγραφή: Τετ Μάιος 20, 2009 9:14 am
Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη - Γιάννενα

Re: Σύστημα μιγαδικών

#12

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Σεραφείμ » Τρί Ιούλ 14, 2009 1:09 pm

Η συνθήκη z_{1}+z_{2}+z_{3}=0 λέει ότι το τρίγωνο ΑΒΓ (εκόνες των z_{1},z_{2},z_{3}) έχει βαρύκεντρο το Ο(0,0) (διανυσματικά είναι προφανες), η συνθήκη |z_{1}|=|z_{2}|=|z_{3}| λέει ότι το Ο(0,0) είναι επίσης και περίκεντρο. Αρα το ΑΒΓ είναι ισόπλευρο.


Σεραφείμ Τσιπέλης
Απάντηση

Επιστροφή σε “ΘΕΜΑΤΑ ΜΕ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ Γ'”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης