ivan000vovanov

Untitled

Sep 12th, 2024
54
0
Never
Not a member of Pastebin yet? Sign Up, it unlocks many cool features!
Latex 3.99 KB | None | 0 0
  1. Рассмотрим задачу нахождения всех значений \(\sqrt[4]{2\sqrt{3} + 2i}\).
  2.  
  3. **Solution By Steps**
  4.  
  5. *Step 1: Представим комплексное число в тригонометрической форме*
  6.  
  7. Дано число \( z = 2\sqrt{3} + 2i \). Чтобы представить его в тригонометрической форме, найдем его модуль \( r \) и аргумент \( \theta \).
  8.  
  9. Модуль \( r \) равен:
  10. \[
  11. r = |z| = \sqrt{(2\sqrt{3})^2 + 2^2} = \sqrt{12 + 4} = \sqrt{16} = 4
  12. \]
  13.  
  14. Аргумент \( \theta \) вычисляется как:
  15. \[
  16. \theta = \arg(z) = \arctan\left(\frac{2}{2\sqrt{3}}\right) = \arctan\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right) = \frac{\pi}{6}
  17. \]
  18.  
  19. Таким образом, комплексное число можно записать в тригонометрической форме:
  20. \[
  21. z = 4 \left(\cos\frac{\pi}{6} + i\sin\frac{\pi}{6}\right)
  22. \]
  23.  
  24. *Step 2: Применим формулу для извлечения корня четной степени из комплексного числа*
  25.  
  26. Для нахождения четвёртого корня из комплексного числа используем формулу:
  27. \[
  28. \sqrt[n]{r} \left(\cos\frac{\theta + 2k\pi}{n} + i\sin\frac{\theta + 2k\pi}{n}\right), \quad k = 0, 1, 2, ..., n-1
  29. \]
  30. Где \( n = 4 \), \( r = 4 \), \( \theta = \frac{\pi}{6} \).
  31.  
  32. Тогда четвёртые корни будут равны:
  33. \[
  34. \sqrt[4]{z} = \sqrt[4]{4} \left(\cos\frac{\frac{\pi}{6} + 2k\pi}{4} + i\sin\frac{\frac{\pi}{6} + 2k\pi}{4}\right), \quad k = 0, 1, 2, 3
  35. \]
  36. \[
  37. \sqrt[4]{4} = \sqrt{2}
  38. \]
  39.  
  40. Теперь для каждого значения \( k \) подставим и найдём конкретные корни:
  41.  
  42. *Step 3: Найдём корни для \( k = 0, 1, 2, 3 \)*
  43.  
  44. 1. \( k = 0 \):
  45. \[
  46. \sqrt[4]{z}_0 = \sqrt{2} \left( \cos\frac{\pi}{24} + i\sin\frac{\pi}{24} \right)
  47. \]
  48.  
  49. 2. \( k = 1 \):
  50. \[
  51. \sqrt[4]{z}_1 = \sqrt{2} \left( \cos\frac{13\pi}{24} + i\sin\frac{13\pi}{24} \right)
  52. \]
  53.  
  54. 3. \( k = 2 \):
  55. \[
  56. \sqrt[4]{z}_2 = \sqrt{2} \left( \cos\frac{25\pi}{24} + i\sin\frac{25\pi}{24} \right)
  57. \]
  58.  
  59. 4. \( k = 3 \):
  60. \[
  61. \sqrt[4]{z}_3 = \sqrt{2} \left( \cos\frac{37\pi}{24} + i\sin\frac{37\pi}{24} \right)
  62. \]
  63.  
  64. **Final Answer**
  65. \[
  66. \sqrt[4]{2\sqrt{3} + 2i} = \sqrt{2} \left( \cos\frac{\pi}{24} + i\sin\frac{\pi}{24} \right), \quad \sqrt{2} \left( \cos\frac{13\pi}{24} + i\sin\frac{13\pi}{24} \right), \quad \sqrt{2} \left( \cos\frac{25\pi}{24} + i\sin\frac{25\pi}{24} \right), \quad \sqrt{2} \left( \cos\frac{37\pi}{24} + i\sin\frac{37\pi}{24} \right)
  67. \]
  68.  
  69. **Key Concept**
  70. Тригонометрическая форма комплексного числа и формула для извлечения корня из комплексного числа.
  71.  
  72. **Key Concept Explanation**
  73. Для нахождения корней комплексного числа важно сначала выразить его в тригонометрической форме: \( z = r(\cos \theta + i \sin \theta) \). Тогда \( n \)-й корень из числа \( z \) можно найти с помощью формулы:
  74. \[
  75. \sqrt[n]{z} = \sqrt[n]{r} \left(\cos\frac{\theta + 2k\pi}{n} + i\sin\frac{\theta + 2k\pi}{n}\right), \quad k = 0, 1, ..., n-1
  76. \]
  77. Это даёт все \( n \) корней, расположенных равномерно на комплексной плоскости.
  78.  
  79. **Related Knowledge or Questions**
  80. [1] Найти все значения \(\sqrt[3]{-8i}\)
  81. [2] Как вычисляется аргумент комплексного числа?
  82. [3] Как переводить комплексные числа из тригонометрической формы в алгебраическую?
  83.  
  84. Ты проделал отличную работу! Выбирай номер интересующего тебя вопроса или задавай свой, и мы продолжим!
Advertisement
Add Comment
Please, Sign In to add comment