Spis treści - [Liczby zespolone](#Liczby%20zespolone) - [Potęgowanie](#Pot%C4%99gowanie) - [Metoda](#Metoda) - [Trudność](#Trudno%C5%9B%C4%87) - [Mnożenie/dzielenie potęgowanych liczb zespolonych](#Mno%C5%BCenie/dzielenie%20pot%C4%99gowanych%20liczb%20zespolonych) - [Pierwiastkowanie](#Pierwiastkowanie) - [Metoda](#Metoda) - [Pierwiastki kwadratowe](#Pierwiastki%20kwadratowe) - [Czym się różnią od zwykłych?](#Czym%20si%C4%99%20r%C3%B3%C5%BCni%C4%85%20od%20zwyk%C5%82ych?) - [Jak to liczyć?](#Jak%20to%20liczy%C4%87?) - [Równania](#R%C3%B3wnania) - [Metoda](#Metoda) - [Równania wielomianowe](#R%C3%B3wnania%20wielomianowe) - [Metoda](#Metoda) - [Wielomiany](#Wielomiany) - [Dzielenie wielomianów](#Dzielenie%20wielomian%C3%B3w) - [Schemat Hornera](#Schemat%20Hornera) - [Dzielenie pisemne](#Dzielenie%20pisemne) - [Rozwiązywanie nierówności](#Rozwi%C4%85zywanie%20nier%C3%B3wno%C5%9Bci) - [Rysowanie wykresów wielomianów](#Rysowanie%20wykres%C3%B3w%20wielomian%C3%B3w) # Liczby zespolone ## Potęgowanie ### Metoda Potęgowanie liczb zespolonych jest dość proste. Wygląda mniej więcej tak: $(a + ib)^n = |z|^n \big(\cos(n\varphi) + i \sin(n\varphi)\big)$ ### Trudność Jedyne, co może sprawiać trudność, to przerabianie kąta \(\varphi\) na radiany oraz stosowanie wzorów redukcyjnych. Z wprawą staje się to jednak łatwiejsze. Przykład poprawnej redukcji kąta: $cos\frac{5\pi}{6} = \cos\Big(\pi - \frac{\pi}{6}\Big) = -\cos\frac{\pi}{6} = -\frac{\sqrt{3}}{2}.$ Najważniejsze (chyba) wzory redukcyjne przy takich przeliczeniach: ![](../../../media/Pasted%20image%2020251116121244.png) ### Mnożenie/dzielenie potęgowanych liczb zespolonych Wygląda strasznie, ale nie jest wiele bardziej skomplikowane. Korzystamy z właściwości funkcji trygonometrycznych: $z_1^n \cdot z_2^m = |z_1|^n \cdot |z_2|^m \Big(\cos(n\varphi_1 + m\varphi_2) + i \sin(n\varphi_1 + m\varphi_2)\Big)$ Z dzieleniem jest tak samo, tylko zamiast dodawać kąty, odejmujemy je, a moduły dzielimy: $\frac{z_1^n}{z_2^m} = \frac{|z_1|^n}{|z_2|^m} \Big(\cos(n\varphi_1 - m\varphi_2) + i \sin(n\varphi_1 - m\varphi_2)\Big)$ ## Pierwiastkowanie ### Metoda Tutaj stosujemy podobną metodę, ale zamiast mnożyć przez \(n\) w argumentach, dzielimy przez stopień pierwiastka i pamiętamy, że pierwiastków jest kilka (w zależności od stopnia). $\sqrt[n]{r(\cos\varphi + i\sin\varphi)} = \sqrt[n]{r} \Big(\cos\frac{\varphi+2k\pi}{n} + i \sin\frac{\varphi+2k\pi}{n}\Big), \quad k=0,1,\dots,n-1$ Tak bardziej po ludzku: - Rozwiązań pierwiastka w liczbach zespolonych jest tyle jaki jest stopień pierwiastka. Dla $sqrt(z)^6$ będzie 6 rozwiązań. - To znaczy, że będziemy musieli policzyć 6 różnych wyników. - Rozwiązania "indexujemy" jak tablice w programowaniu. Od 0 do n-1. - Czyli liczymy sobie $k_0, k_1, k_2, ..., k_{n-1}$ i w miejsce k podstawiamy rozwiązanie które liczymy. Dość prosta sprawa! ## Pierwiastki kwadratowe ### Czym się różnią od zwykłych? Nie liczymy tego zwykłym wzorem (nie wiem czemu, nie chce mi sie sprawdzać). ### Jak to liczyć? Tworzymy sobie prosty układ równań, który zawsze będzie wyglądał tak samo. $$ \begin{cases} a^2-b^2 &= \Re(z) \\ 2ab &= \Im(z) \\ a^2 + b^2 &= |z| \end{cases} $$ Jego budowa wynika bezpośrednio z właściwości liczb zespolonych. $z = a + ib \quad \implies \quad z^2 = (a+ib)^2 = a^2 - b^2 + 2abi$ Po prawej stronie układu podstawiamy sobie liczby. Odejmujemy 3 od 1, wtedy mamy b. a podstawiamy do drugiego równania i liczymy na jego podstawie a. a może być wtedy na +/-, w zależności od znaku b. Dlatego mamy zestaw 2 rozwiązań. W liczbach zespolonych jest tyle rozwiązań jaki jest stopień pierwiastka, więc wszystko się zgadza. ## Równania ### Metoda Równania to są tak naprawdę zwykłe funkcje kwadratowe/wielomiany, z tą różnicą, że teraz liczymy w zbiorze liczb zespolonych. Co to znaczy? To znaczy, że możemy policzyć wynik nawet, gdy $\Delta<0$ ! Cała logika operacji na liczbach zespolonych pozostaje taka sama. ## Równania wielomianowe ### Metoda Tutaj musimy przekształcić to do formy $z^n = k$ a potem przedstawić k w formie trygonometrycznej i spierwiastkować do stopnia n. Albo policzyć z funkcji kwadratowej. # Wielomiany ## Dzielenie wielomianów ### Schemat Hornera [matemaks](https://www.matemaks.pl/schemat-hornera.html) ![](../../../media/Pasted%20image%2020251116135721.png) ### Dzielenie pisemne [matemaks](https://www.matemaks.pl/dzielenie-wielomianow.html) No generalnie działa to tak samo jak dzielenie pisemne zwykłych liczb. ## Rozwiązywanie nierówności Żeby rozwiązać nierówność trzeba narysować wykres funkcji i zobaczyć na jakich przedziałach spełniony jest warunek. #### Rysowanie wykresów wielomianów Żeby narysować wykres wielomianu: - Musi być on przedstawiony w postaci iloczynowej - Muszą być wyznaczone jego miejsca zerowe. - Zaczynamy od prawej strony - Jeżeli współczynnik kierunkowy jest ujemny to zaczynamy od dołu, jeśli dodatni do od góry - Rysujemy linię do najbliższego miejsca zerowego - Jeśli potęga przy tym miejscu zerowym jest parzysta to wykres się odbija i nie przebija osi y - Jeśli potęga jest nieparzysta to wykres przebija oś y Tym sposobem można narysować wykres wielomianu i rozwiązać dzięki niemu nierówność.