☰ Содержание · Математика

Комплексные числа и действия над ними

Уроки 38 · 1 урок · М. А. Мирзаахмедов, Ш. Н. Исмаилов, А. К. Аманов (алгебра и начала анализа), Б. К. Хайдаров (геометрия). Математика, 10 класс, части 1 и 2, 1-е издание. EXTREMUM PRESS, Ташкент, 2017
38

Комплексные числа, действия над ними и изображение комплексного числа

Учебник, часть 2: с. 75–79
ЦельЗнать мнимую единицу и комплексные числа в алгебраической форме, действия над ними (сложение, вычитание, умножение, деление с помощью сопряжённого) и их изображение на плоскости.
Новые слова
мнимая единица · mavhum birlikкомплексное число · kompleks sonсопряжённое число · qo‘shma sonдействительная и мнимая части · haqiqiy va mavhum qism
Объяснение

Уравнение x² + 4 = 0 не имеет действительных решений, так как квадрат любого действительного числа неотрицателен. Поэтому вводим символ i, для которого i² = −1 (мнимая единица). Число a + bi с действительными a, b называется комплексным числом; a — его действительная часть Re(z), а b — мнимая часть Im(z). Два комплексных числа равны, когда равны по отдельности их действительные части и их мнимые части; их нельзя сравнивать знаками «<» или «>». Сложение и вычитание выполняются отдельно с действительными и мнимыми частями; при умножении раскрывают скобки и используют i² = −1: (a + bi)(c + di) = (ac − bd) + (ad + bc)i. Сопряжённое числу z = a + bi число — z̄ = a − bi, а z · z̄ = a² + b² — действительное число. При делении умножаем числитель и знаменатель на число, сопряжённое знаменателю. Число z = a + bi изображается на плоскости точкой (a; b) (или вектором, идущим в неё): Ox — действительная ось, а Oy — мнимая ось.

Примеры
(3 + 2i)(1 − 4i) = 3 − 12i + 2i − 8i² = 3 − 10i + 8 = 11 − 10i.
(5 + i)/(2 − i) = (5 + i)(2 + i) / ((2 − i)(2 + i)) = (10 + 5i + 2i + i²) / (4 + 1) = (9 + 7i)/5 = 9/5 + (7/5)i.
Работа в классе

В парах отметьте z₁ = 3 + i и z₂ = 1 + 2i на координатной плоскости, нарисуйте их векторы и найдите сумму по правилу параллелограмма; сравните с (3 + i) + (1 + 2i) = 4 + 3i.

Упражнения
1
Чему равно i²?
2
Найдите (4 − 3i) + (−1 + 5i).
3
Вычислите (2 + i)(2 − i).
4
Почему при делении комплексных чисел мы умножаем на число, сопряжённое знаменателю?