Saltar para o conteúdo
Topos Uranos

Resumo

Esta aula abre a unidade dedicada aos números complexos na forma polar. Apresenta suas seis aulas e o fio que as une: descrever cada complexo por sua distância à origem e por sua direção converte o produto em uma rotação composta com uma dilatação, as potências em múltiplos de um ângulo e as raízes em polígonos regulares. Reconstrói o contexto histórico destas ideias, desde a fórmula da cúbica publicada por Cardano em 1545 e as regras de cálculo de Bombelli até a representação geométrica de Wessel, Argand e Gauss e a fórmula de Euler; formula o duplo problema que lhes deu origem, algébrico e geométrico, que o exemplo da média proporcional entre 11 e −1-1 resume, e indica onde são empregadas depois, neste curso, em outros cursos do site e na ciência e na técnica.

Objetivos de aprendizagem

  1. Descrever o conteúdo de cada aula da unidade e explicar por que elas se sucedem nessa ordem.
  2. Relatar, com seus protagonistas e suas datas aproximadas, a passagem dos números complexos de artifício de cálculo a objeto geométrico, desde Cardano e Bombelli até Wessel, Argand, Gauss e Euler.
  3. Enunciar o problema algébrico e o problema geométrico que deram origem à forma polar, e interpretar como rotações o produto por ii e as médias proporcionais entre 11 e −1-1.
  4. Identificar as aplicações da forma polar na próxima unidade, em outros cursos do site e na física e na engenharia.

Avaliação de entrada

Antes de percorrer a unidade convém medir o ponto de partida. Esta autoavaliação não dá nota: serve para saber o que se domina e onde se deter. As dez primeiras perguntas tocam as seis aulas de conteúdo da unidade: uma a aula sobre a forma polar e outra a da geometria com complexos; duas cada uma das aulas sobre a fórmula de De Moivre, sobre as raízes e sobre as equações polinomiais; e duas a da exponencial complexa, a segunda delas um problema de modelagem, que pede para equacionar com fasores uma situação em contexto. As mesmas habilidades voltam a ser medidas no final, na aula de síntese. As duas últimas verificam o que a unidade supõe conhecido do curso I e das unidades precedentes: a forma algébrica, o conjugado e o módulo, os valores notáveis e as fórmulas de adição e subtração.

Avaliação de entrada

Antes de começar a unidade, meça seu ponto de partida. É uma autoavaliação breve: não recebe nota e seu resultado fica guardado apenas no seu navegador.

  1. Pergunta 1Qual é o argumento principal de z=−1−i3z = -1 - i\sqrt{3}?

  2. Pergunta 2Calcular (3+i)6\left( \sqrt{3} + i \right)^6.

  3. Pergunta 3Qual é a linearização de sin⁡2θcos⁡2θ\sin^2 \theta \cos^2 \theta?

  4. Pergunta 4Qual destes números é uma raiz quarta de −16-16?

  5. Pergunta 5Quantas raízes nonas primitivas da unidade existem?

  6. Pergunta 6Quais são os complexos zz que satisfazem ez=−ee^z = -e?

  7. Pergunta 7Dois alto-falantes emitem o mesmo tom puro. No lugar onde está quem escuta, as variações de pressão que produzem são 3cos⁡(ωt)3 \cos(\omega t) e 8cos⁡(ωt+2π3)8 \cos\left( \omega t + \frac{2\pi}{3} \right), em milipascals. Qual é a amplitude da variação de pressão total, em milipascals?

  8. Pergunta 8Qual é a imagem do ponto 3+i3 + i pela rotação de um quarto de volta, no sentido positivo, em torno do ponto 1+i1 + i?

  9. Pergunta 9Sejam z1z_1, z2z_2 e z3z_3 as raízes de z3−2z2+5z−1z^3 - 2z^2 + 5z - 1. Calcular z12+z22+z32z_1^2 + z_2^2 + z_3^2.

  10. Pergunta 10Como são as raízes da equação t3−6t+2=0t^3 - 6t + 2 = 0?

  11. Pergunta 11De unidades anterioresQual é o inverso de 3−4i3 - 4i?

  12. Pergunta 12De unidades anterioresQual é o valor exato de sin⁡π12\sin \frac{\pi}{12}?