Nombres complexes (Partie 2)

selena

 

Nombres complexes (Partie 2)


ملخص الدرس :

1. Forme exponentielle لعدد مركب :

أي عدد مركب z=a+ibz = a + ib يمكن كتابته بالصيغة :

z=reiθz = r \cdot e^{i\theta}

حيث :

  • r=zr = |z| هو معيار العدد المركب.
  • θ\theta هو الزاوية التي يصنعها zz مع المحور الحقيقي (الجزء الحقيقي).
  • eiθ=cosθ+isinθe^{i\theta} = \cos\theta + i\sin\theta (صيغة أويلر).

2. ضرب وقسمة الأعداد المركبة في الصيغة الأسية :

  • الضرب :
    عند ضرب عددين مركبين z1=r1eiθ1z_1 = r_1 e^{i\theta_1} وz2=r2eiθ2z_2 = r_2 e^{i\theta_2}، نحصل على :

z1z2=r1r2ei(θ1+θ2)z_1 \cdot z_2 = r_1 \cdot r_2 \cdot e^{i(\theta_1 + \theta_2)}

  • القسمة :
    عند قسمة z1z_1 على z2z_2 :

z1z2=r1r2ei(θ1θ2)\frac{z_1}{z_2} = \frac{r_1}{r_2} \cdot e^{i(\theta_1 - \theta_2)}


3. الجذور النونية لعدد مركب :

  • لحساب الجذور النونية (nn-ième) لعدد مركب z=reiθz = r e^{i\theta}، نستخدم :

zk=r1/nei(θ+2kπ)/nz_k = r^{1/n} \cdot e^{i(\theta + 2k\pi)/n}

حيث k{0,1,2,...,n1}k \in \{ 0, 1, 2, ..., n-1 \}.

  • يوجد دائمًا nn جذور نونية لعدد مركب، وتوزع هذه الجذور بالتساوي على دائرة ذات نصف قطر r1/nr^{1/n}.

4. القوة النونية لعدد مركب :

لحساب القوة nn-ième لعدد مركب z=reiθz = r e^{i\theta} :

zn=rneinθz^n = r^n \cdot e^{i n \theta}


5. التحويل إلى الصيغة المثلثية :

إذا كان العدد المركب z=a+ibz = a + ib، يمكن إيجاد الصيغة المثلثية باستخدام :

  • r=z=a2+b2r = |z| = \sqrt{a^2 + b^2}
  • θ=arg(z)=tan1(ba)\theta = \arg(z) = \tan^{-1}\left(\frac{b}{a}\right)

تمارين تطبيقية :

تمرين 1 :
اكتب العدد المركب z=1+i3z = -1 + i\sqrt{3} على الشكل الأسّي.

تمرين 2 :
احسب ناتج ضرب العددين المركبين z1=2eiπ/3z_1 = 2e^{i\pi/3} وz2=3eiπ/4z_2 = 3e^{i\pi/4}.

تمرين 3 :
أوجد الجذور الأربعة للعدد المركب z=16eiπ/2z = 16e^{i\pi/2}.

تمرين 4 :
أوجد الصيغة المثلثية للعدد المركب z=33iz = 3 - 3i، ثم احسب z3z^3.

تمرين 5 :
أوجد النتيجة النهائية للعدد :

z1z2حيثz1=5eiπ/4وz2=2eiπ/6.\frac{z_1}{z_2} \quad \text{حيث} \quad z_1 = 5e^{i\pi/4} \quad \text{و} \quad z_2 = 2e^{i\pi/6}.


نصائح للدراسة :

  • استوعب العلاقة بين الصيغ المختلفة للعدد المركب (ديكارتية، مثلثية، أسية).
  • تدرب على تطبيق الصيغ الخاصة بالضرب والقسمة.
  • افهم جيدًا كيفية حساب الجذور النونية باستخدام الصيغة الأسية.

تحميل الملفات :


الأعداد المركبة ليست مجرد أداة رياضية، بل هي أساس العديد من التطبيقات في الفيزياء والهندسة. استثمر الوقت لفهمها بعمق!