Перейти к содержимому
Topos Uranos

Краткое содержание

Этот урок открывает раздел, посвящённый комплексным числам в тригонометрической форме. Он представляет шесть уроков раздела и нить, которая их связывает: описание каждого комплексного числа его расстоянием от начала координат и его направлением превращает произведение в поворот, соединённый с растяжением, степени в углы, кратные данному, а корни в правильные многоугольники. Он восстанавливает историческую предысторию этих идей, от формулы для кубического уравнения, опубликованной Кардано в 1545 году, и правил вычислений Бомбелли до геометрического изображения у Весселя, Аргана и Гаусса и формулы Эйлера; ставит двойную задачу, из которой они родились, алгебраическую и геометрическую, которую резюмирует пример среднего пропорционального между 11 и −1-1, и указывает, где они применяются в дальнейшем: в этом курсе, в других курсах сайта, в науке и технике.

Цели обучения

  1. Описывать содержание каждого урока раздела и объяснять, почему они идут в таком порядке.
  2. Рассказывать, называя действующих лиц и приблизительные даты, как комплексные числа превратились из вычислительного приёма в геометрический объект, от Кардано и Бомбелли до Весселя, Аргана, Гаусса и Эйлера.
  3. Формулировать алгебраическую и геометрическую задачи, из которых родилась тригонометрическая форма, и истолковывать как повороты умножение на ii и средние пропорциональные между 11 и −1-1.
  4. Указывать применения тригонометрической формы в последующем разделе, в других курсах сайта, в физике и в инженерном деле.

Входная проверка

Прежде чем проходить раздел, полезно измерить исходную точку. Этот тест для самого себя не ставит оценок: он нужен, чтобы понять, что уже освоено и где задержаться. Первые десять вопросов касаются шести содержательных уроков раздела: один относится к уроку о тригонометрической форме и один к уроку о геометрии с комплексными числами; по два к каждому из уроков о формуле Муавра, о корнях и о полиномиальных уравнениях; и два к уроку о комплексной экспоненте, причём второй из них является задачей на моделирование, в которой нужно с помощью фазоров составить модель практической ситуации. Те же умения измеряются снова в конце, в итоговом уроке. Два последних вопроса выясняют, что раздел считает известным из курса I и из предыдущих разделов: алгебраическую форму, сопряжённое число и модуль, табличные значения и формулы сложения.

Входная проверка

Перед началом раздела оцени свою отправную точку. Это короткая самопроверка: она не оценивается, а результат хранится только в твоём браузере.

  1. Вопрос 1Каково главное значение аргумента числа z=−1−i3z = -1 - i\sqrt{3}?

  2. Вопрос 2Вычислить (3+i)6\left( \sqrt{3} + i \right)^6.

  3. Вопрос 3Какова линеаризация выражения sin⁡2θcos⁡2θ\sin^2 \theta \cos^2 \theta?

  4. Вопрос 4Какое из этих чисел является корнем четвёртой степени из −16-16?

  5. Вопрос 5Сколько существует первообразных корней девятой степени из единицы?

  6. Вопрос 6Каковы комплексные числа zz, удовлетворяющие уравнению ez=−ee^z = -e?

  7. Вопрос 7Два громкоговорителя издают один и тот же чистый тон. В месте, где находится тот, кто слушает, создаваемые ими колебания давления равны 3cos⁡(ωt)3 \cos(\omega t) и 8cos⁡(ωt+2π3)8 \cos\left( \omega t + \frac{2\pi}{3} \right), в миллипаскалях. Какова амплитуда суммарного колебания давления, в миллипаскалях?

  8. Вопрос 8Каков образ точки 3+i3 + i при повороте на четверть оборота в положительном направлении вокруг точки 1+i1 + i?

  9. Вопрос 9Пусть z1z_1, z2z_2 и z3z_3 суть корни многочлена z3−2z2+5z−1z^3 - 2z^2 + 5z - 1. Вычислить z12+z22+z32z_1^2 + z_2^2 + z_3^2.

  10. Вопрос 10Каковы корни уравнения t3−6t+2=0t^3 - 6t + 2 = 0?

  11. Вопрос 11Из предыдущих разделовКакое число является обратным к 3−4i3 - 4i?

  12. Вопрос 12Из предыдущих разделовКаково точное значение sin⁡π12\sin \frac{\pi}{12}?