Кольоровий логотип House of Math
Меню

Як розв’язувати лінійні рівняння з комплексними числами

Для розв’язування лiнiйних рiвнянькомплексними числами можна використовувати тi самi методи, що й для розв’язування лiнiйних рiвнянь iз дiйсними числами. Щоб розв’язувати лiнiйнi рiвняння з комплексними числами, важливо освоїти додавання, вiднiмання, множення та дiлення комплексних чисел.

Приклад 1

Розв’яжи рiвняння 10z 8i = 1 5iz вiдносно z

Почнемо з перемiщення всiх членiв, що мiстять z по один бiк вiд знака рiвностi:

10z 8i = 1 5iz, 10z + 5iz = 1 + 8i, (10 + 5i)z = 1 + 8i.

Потiм видiлимо z по лiвий бiк вiд знака рiвностi, роздiливши на коефiцiєнт:

(10 + 5i)z = 1 + 8i, z = 1 + 8i 10 + 5i.

Завжди потрiбно шукати розв’язок, у знаменнику якого немає комплексних чисел. Отже, треба розширити дрiб на спряжене число до знаменника:

z = 1 + 8i 10 + 5i = (1 + 8i) (10 5i) (10 + 5i) (10 5i) = 50 + 75i 125 = 2 + 3i 5 .

Приклад 2

Розв’яжи рiвняння z3 z+i = i вiдносно z

Щоб розв’язати рiвняння, спершу треба помножити обидвi частини рiвняння на z + i:

z 3 z + i = i, z 3 = iz 1.

Опiсля можна розв’язати рiвняння, перемiстивши всi члени, що мiстять z, по один бiк вiд знаку рiвностi:

z 3 = iz 1, z iz = 2, (1 i)z = 2.

Видiлимо z по лiвий бiк вiд знака рiвностi, роздiливши обидвi частини рiвняння на 1 i:

(1 i)z = 2, z = 2 1 i.

Остаточну вiдповiдь отримаємо шляхом розширення дробу на спряжене число до знаменника:

z = 2 1 i = 2 (1 + i) (1 i) (1 + i) = 2 (1 + i) 2 = 1 + i.

Помiркуй

Лiнiйнi рiвняння з дiйсними числами можна розв’язувати графiчно, зобразивши кожний бiк знака рiвностi на графiку координат i знайшовши точку перетину. Чи можна застосувати це до лiнiйних рiвнянь iз комплексними числами?

Дiйснозначнi функцiї можна зобразити у двовимiрнiй системi координат. З iншого боку, для побудови комплексних функцiй потрiбнi чотири вимiри. Оскiльки неможливо зобразити чотиривимiрнi системи координат, також неможливо побудувати комплексну функцiю. Отже, рiвняння iз комплексними числами не можна розв’язати графiчним методом.