ESERCIZI SUI NUMERI COMPLESSI

ESERCIZI SUI NUMERI COMPLESSI pag.20 es.5

[su_note note_color=”#faff66″ text_color=”#1416bc”]Siano dati i numeri complessi z1=\sqrt{7}+\sqrt{7}i\;\;\mbox{ e }\;\; z2=\sqrt{5}-\sqrt{15}i. Calcolare la seguente espressione: \overline{(z_1^2-z_2^2)}+Arg(z_1)+Arg(z_2)[/su_note]

Calcoliamo l’argomento di z1:

\theta_1=Arg(z_1)=arctan\left(\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{7}}\right)

\theta_1=Arg(z_1)=arctan(1)=45^\circ=\frac{\pi}{4}

Nel nostro caso specifico sia a (che si trova sull’asse delle ascisse) che b (che si trova sull’asse delle ordinate) risultano entrambi positivi pertanto il nostro angolo (θ1) si trova nel I Quadrante del piano di Argand-Gauss e corrisponde a 45° = π/4.

Calcoliamo l’argomento di z2:

\theta_2=Arg(z_2)=arctan\left(-\frac{\sqrt{15}}{\sqrt{5}}\right)

\theta_2=Arg(z_2)=arctan\left(-\sqrt{\frac{15}{5}}\right)

\theta_2=Arg(z_2)=arctan\left(-\sqrt{3}\right)=-60^\circ=-\frac{\pi}{3}

Nel nostro caso specifico a (che si trova sull’asse delle ascisse) è positivo mentre b (che si trova sull’asse delle ordinate) risulta negativo pertanto il nostro angolo (θ2) si trova nel IV Quadrante del piano di Argand-Gauss e corrisponde a -60° oppure meglio ancora a 360°-60° = 300° = 5/3π.

\theta_2=Arg(z_2)=arctan\left(-\sqrt{3}\right)=300^\circ=\frac{5}{3}\pi

Calcoliamo ora z1²:
z_1^2=(\sqrt{7}+\sqrt{7}i)^2
z_1^2=7+7i^2+2(\sqrt{7})^2i

Sapendo che i² = -1, sostituendo avremo:
z_1^2=7-7+14i=14i

Calcoliamo ora z2²:
z_2^2=(\sqrt{5}-\sqrt{15}i)^2
z_2^2=5+15i^2-2(\sqrt{5}\cdot \sqrt{15})i

Sapendo che i² = -1, sostituendo avremo:
z_2^2=5-15-2(\sqrt{3\cdot 5^2})i

z_2^2=-10-2\cdot 5(\sqrt{3})i

z_2^2=-10-10(\sqrt{3})i

Calcoliamo ora z1²-z2²:
(z_1^2-z_2^2)=14i-(-10-10(\sqrt{3})i)

(z_1^2-z_2^2)=14i+10+10(\sqrt{3})i)

(z_1^2-z_2^2)=10+(14+10\sqrt{3})i

Calcoliamo ora il coniugato di z1²-z2²:
\overline{(z_1^2-z_2^2)}=10-(14+10\sqrt{3})i

volendo possiamo anche scriverlo come:
\overline{(z_1^2-z_2^2)}=10+(-14-10\sqrt{3})i

A questo punto abbiamo tutti gli elementi per calcolare la nostra espressione di partenza:
\overline{(z_1^2-z_2^2)}+Arg(z_1)+Arg(z_2)=

=10+(-14-10\sqrt{3})i\displaystyle +\frac{\pi}{4}+\frac{5}{3}\pi

=10+(-14-10\sqrt{3})i\displaystyle+\frac{3\pi+20\pi}{12}

=\frac{23}{12}\pi+10+(-14-10\sqrt{3})i

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