Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

255 Komplexe Zahlen > Rechnen mit komplexen Zahlen in kartesischer Darstellung Multiplikation und Division komplexer Zahlen Bei der Multiplikation von komplexen Zahlen werden die bekannten Rechenregeln aus ​ℝ​ angewendet. ​(a + b · i) ​· ​(c + d · i) ​= a·c + b·c·i + a·d·i + b·d·i​​2 ​= = a · c + b · c · i + a · d · i − b · d = ​(a · c − b · d) ​+ ​(a · d + b · c) ​· i​ Multiplikation komplexer Zahlen Für zwei komplexe Zahlen a​ + b · i​und ​c + d · i​mit ​a, b, c, d ∈ ℝ ​gilt: ​(a + b · i) ​· ​(c + d · i) ​= ​(a · c − b · d) ​+ ​(a · d + b · c) ​· i​ Berechne das Produkt. a) ​(11 · i) ​· 5 ​ b) ​(− 9 i) ​· ​(− 8 i) ​ c) ​(− 4 + 2 i) ​· 5 ​ d) ​(2 − i) ​· ​(− 3 + 4 i)​ a) ​(11 · i) ​· 5 = ​(11 · 5) ​· i = 55 i​ b) ​(− 9 i) ​· ​(− 8 i) ​= ​(− 9) ​· ​(− 8) ​·i·i = 72·i​​2 ​= 72 · ​(− 1) ​= − 72​ c) ​(− 4 + 2 i) ​· 5 = − 4 · 5 + ​(2 i) ​· 5 = − 20 + 10 i​ d) ​(2 − i) ​· ​(− 3 + 4 i) ​= 2 · ​(− 3) ​− i · ​(− 3) ​+ 2 · 4 i − i · 4 i = = − 6 + 3 i + 8 i − 4 ​i ​2 ​= − 6 + 11 i + 4 = − 2 + 11 i​ Berechne das Produkt. a) ​7 · ​(8 · i)​ c) ​(15 i) ​· ​(6 i)​ e) ​6 · ​(− 2 + 11 i)​ g) ​(2 + 9 i) ​· ​(− 1 + 8 i)​ b) ​(12 · i) ​· 6​ d) ​(− 10 i) ​· ​(21 i)​ f) ​− 2 i · ​(3 − 10 i)​ h) ​(− 1 + 2 i) ​· ​(− 3 − 4 i)​ Kreuze die beiden zutreffenden Aussagen an. A  B  C  D  E  ​(− 3 i) ​· ​(− 2 i) ​= 6 i​ ​(2 + i) ​· i = 1 + 2 i​ ​(− 6 i) ​· i = 6​ ​− i · ​(1 − i) ​= 1 − i​ ​− i · ​(1 + i) ​= 1 − i​ Gegeben sind die komplexen Zahlen ​z​1 ​= − 2 + 5i​, ​z​2 ​= 6 + i​und ​z​3 ​= − 3 i​. Ermittle das Ergebnis. a) ​z ​1 ​· ​z ​2​ c) ​3 ​z ​1 ​− 2 ​z ​3​ e) ​2 ​z ​1 ​− 3 ​z ​2 ​+ 5 ​z​3​ b) ​z ​1 ​· ​z ​2 ​· ​z ​3​ d) ​− 4 ​z ​2 ​+ 3 ​z​3​ f) ​− 5 ​z ​1 ​+ 6 ​z​2 ​− 4 ​z ​3​ Berechne die Potenz. a) ​(− 2 + 9 i) ​2 ​ b) ​(1 − 2 i) ​3​ Verwende die binomischen Formeln und die Potenzen von i, um die Werte der Potenzen zu berechnen. a) ​(− 2 + 9 i) ​2 ​= ​(− 2) ​2 ​+ 2 · ​(− 2) ​· 9 i + ​(9 i) ​2 ​= 4 − 36i + 81​i​2 ​= 4 − 36 i − 81 = − 77 − 36 i​ b) ​(1 − 2 i) ​3 ​= ​1 ​3 ​− 3 · 1​ ​2 ​· 2 i + 3 · 1 · ​(2 i) ​2 ​− ​(2 i) ​3 ​= 1 − 6i + 3·4​i​2 ​− 8 ​i ​3 ​= 1 − 6 i − 12 + 8 i = − 11 + 2 i​ Berechne die Potenz. a) ​(4 + 5 i) ​2​ b) ​(− 2 + 8 i) ​2​ c) ​(− 1 − 7 i) ​2​ d) ​(2 + 3 i) ​3​ e) ​(4 − i) ​3​ Multipliziere die komplexe Zahl z mit der konjugiert komplexen Zahl ​ _ z​. Was fällt dir auf? a) z​ = − 7 + 2 i​ b) ​z = 3 − i​ c) ​z = − 6 i​ d) ​z = − 0,5 − 0,25 i​ Merke Muster 925‌ 926‌ 927‌ 928‌ Muster 929‌ 930‌ 931‌ Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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