Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2674
i

Най­ди­те все ком­плекс­ные числа, удо­вле­тво­ря­ю­щие двум усло­ви­ям: z в квад­ра­те =5 плюс 12i и \text Re z мень­ше 0.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть z=x плюс iy, тогда x мень­ше 0 и

z в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус y в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка плюс i2xy=5 плюс 12i,

от­ку­да по­лу­ча­ем си­сте­му

 си­сте­ма вы­ра­же­ний x в квад­ра­те минус y в квад­ра­те =5,2xy=12, x мень­ше 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний x в квад­ра­те минус y в квад­ра­те =5,y= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: x конец дроби , x мень­ше 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний x в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 36, зна­ме­на­тель: x в квад­ра­те конец дроби =5,y= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: x конец дроби , x мень­ше 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний x в сте­пе­ни 4 минус 5x в квад­ра­те минус 36=0,y= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: x конец дроби , x мень­ше 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x в квад­ра­те =9,x в квад­ра­те = минус 4, конец си­сте­мы . y= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: x конец дроби , x мень­ше 0. конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний x= минус 3 ,y= минус 2. конец си­сте­мы .

 

Ответ:  минус 3 минус 2i.

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

Пред­ста­вим ис­ко­мое число z в три­го­но­мет­ри­че­ской форме:

z=\absz левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус альфа плюс i синус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка ,

где  альфа   — ар­гу­мент числа z. При этом, по­сколь­ку Rez=\absz ко­си­нус альфа и \absz не равно 0, то  ко­си­нус альфа мень­ше 0. По фор­му­ле Му­ав­ра:

z в квад­ра­те =\absz в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус 2 альфа плюс i синус 2 альфа пра­вая круг­лая скоб­ка .

То есть при воз­ве­де­нии в квад­рат, ар­гу­мент удва­и­ва­ет­ся (см. рис.). При этом мы по­лу­ча­ем число

w=z в квад­ра­те =5 плюс 12i=|w| левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус \varphi плюс i синус \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка ,

мо­дуль ко­то­ро­го |w|= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 в квад­ра­те плюс 12 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =13, а ар­гу­мент \varphi удо­вле­тво­ря­ет усло­ви­ям  ко­си­нус \varphi= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 13 конец дроби и  синус \varphi= дробь: чис­ли­тель: 12, зна­ме­на­тель: 13 конец дроби , при­чем до­ста­точ­но по­ло­жить \varphi= арк­си­нус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 12, зна­ме­на­тель: 13 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , \varphi  — угол пер­вой чет­вер­ти. От­сю­да сле­ду­ет, что \absz в квад­ра­те =13, то есть |z|= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , и, по­сколь­ку ар­гу­мент ком­плекс­но­го числа опре­де­лен с точ­но­стью до сла­га­е­мо­го, крат­но­го 2 Пи , то

2 альфа =\varphi плюс 2 Пи n рав­но­силь­но альфа = дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи n, n при­над­ле­жит Z .

Рас­смат­ри­вая слу­чаи чет­ных и не­чет­ных зна­че­ний це­ло­го числа n, по­лу­ча­ем всего две воз­мож­но­сти (с точ­но­стью до 2 Пи k, k при­над­ле­жит Z . ) для ар­гу­мен­та  альфа ком­плекс­но­го числа z

 со­во­куп­ность вы­ра­же­ний альфа = дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , альфа = дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи . конец со­во­куп­но­сти .

По­сколь­ку \varphi  — угол пер­вой чет­вер­ти, то и угол  дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби тоже на­хо­дит­ся в пер­вой чет­вер­ти. По­это­му в слу­чае  альфа = дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , не вы­пол­ня­ет­ся усло­вие  ко­си­нус альфа мень­ше 0. А в слу­чае  альфа = дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи , усло­вие  ко­си­нус альфа мень­ше 0 вы­пол­ня­ет­ся, и мы по­лу­ча­ем

 ко­си­нус альфа = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = минус ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­си­нус \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та = минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 13 конец дроби , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та = минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

 синус альфа = минус синус дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

z=|z| левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус альфа плюс i синус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та конец дроби минус i дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 3 минус 2i.

 

Ответ:  минус 3 минус 2i.

 

Рас­смот­рен­ный вто­рой спо­соб яв­ля­ет­ся гро­мозд­ким, хотя в нем и ре­а­ли­зу­ет­ся про­стая гео­мет­ри­че­ская идея, свя­зан­ная с воз­ве­де­ни­ем в квад­рат ком­плекс­но­го числа.

 

При­ве­дем еще одно ре­ше­ние.

Пре­об­ра­зу­ем пра­вую часть ис­ход­но­го урав­не­ния

5 плюс 12i=9 плюс 2 умно­жить на 3 умно­жить на 2i минус 4=3 в квад­ра­те плюс 2 умно­жить на 3 умно­жить на 2i плюс левая круг­лая скоб­ка 2i пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка 3 плюс 2i пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те .

От­сю­да z_1=3 плюс 2i и z_2= минус 3 минус 2i; z_1 не удо­вле­тво­ря­ет усло­вию за­да­чи, а z_2  — удо­вле­тво­ря­ет.

 

Ответ:  минус 3 минус 2i.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

За за­да­ние (или за каж­дый из че­ты­рех пунк­тов сю­же­та из че­ты­рех за­да­ний)

вы­став­ля­ет­ся одна из сле­ду­ю­щих оце­нок:

+ (3 балла),    ± (2 балла),    ∓ (1 балл),    − (0 бал­лов)

При этом не­об­хо­ди­мо ру­ко­вод­ство­вать­ся сле­ду­ю­щим.

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нийБаллы
Вер­ное и пол­ное вы­пол­не­ние за­да­ния3
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­щен один не­до­чет2
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­ще­но два не­до­че­та или одна гру­бая ошиб­ка1
Осталь­ные слу­чаи0

К не­до­че­там от­но­сят­ся, на­при­мер: опис­ки, не­точ­но­сти в ис­поль­зо­ва­нии ма­те­ма­ти­че­ской сим­во­ли­ки; по­греш­но­сти на ри­сун­ках, не­до­ста­точ­но пол­ные обос­но­ва­ния; не­точ­но­сти в ло­ги­ке рас­суж­де­ний при срав­не­нии чисел, до­ка­за­тель­стве тож­деств или не­ра­венств; вы­чис­ли­тель­ные ошиб­ки, не по­вли­яв­шие прин­ци­пи­аль­но на ход ре­ше­ния и не упро­стив­шие за­да­чу, если за­да­ча не яв­ля­лась вы­чис­ли­тель­ной; за­ме­на стро­го знака не­ра­вен­ства не­стро­гим или на­о­бо­рот; не­вер­ное при­со­еди­не­ние либо ис­клю­че­ние гра­нич­ной точки из про­ме­жут­ка мо­но­тон­но­сти и ана­ло­гич­ные.

Гру­бы­ми ошиб­ка­ми яв­ля­ют­ся, на­при­мер: по­те­ря или при­об­ре­те­ние по­сто­рон­не­го корня; не­вер­ный отбор ре­ше­ния на про­ме­жут­ке при пра­виль­ном ре­ше­нии в общем виде; вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка в за­да­че на вы­чис­ле­ние; не­вер­ное из­ме­не­ние знака не­ра­вен­ства при умно­же­нии на от­ри­ца­тель­ное число, ло­га­риф­ми­ро­ва­нии или по­тен­ци­ро­ва­нии и т. п.


Задание парного варианта: 2668

? Источник: Вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Ма­те­ма­ти­че­ские клас­сы, РФ, 1995 год, ра­бо­та 3, ва­ри­ант 2
? Классификатор: Урав­не­ния с ком­плекс­ны­ми чис­ла­ми и их си­сте­мы
?
Сложность: 5 из 10