Метод домножения на сопряжённое выражение в математике с примерами решения
Оглавление:
Метод домножения на сопряжённое выражениеПри использовании этого метода выражение, содержащее радикалы, одновременно умножается и делится на сопряжённое к нему выражение, в результате чего иррациональность пропадает, и решение задачи упрощается. Безусловно, при этом необходимо контролировать ситуацию, не допуская потери или приобретения лишних корней.
Приведём вначале определение того, какое иррациональное выражение называется сопряжённым к другому. Пусть S — некоторое выражение, содержащее радикалы (корни). Сопряжённым множителем относительно S называется всякое выражение К , не равное тождественно нулю, такое, что произведение S • К не содержит корней.
1) В частности, для выражения вида где натуральные числа, меньшие n , сопряжённый множитель имеет вид
, так как
2) Для выражения вида сопряжённый множитель есть , так как
3) Для выражения вида сопряжённый множитель есть , так как
4) Для выражения вида сопряжённый множитель есть
так как
5) Для выражения вида сопряжённый множитель находится на основании формул сокращённого умножения
Рассмотрим примеры.
Пример №240.Решить уравнение
Решение:
Умножив и разделив каждую из дробей на выражение, сопряжённое к её знаменателю (все они положительны, поэтому в результате выполненных преобразований получим равносильное исходному уравнение):
которое после упрощений примет вид
. Решая уравнение стандартным образом, получим ответ. Ответ:
Пример №241.Решить неравенство
Решение:
Преобразуем подкоренное выражение у первого слагаемого в левой части неравенства, домножив числитель и знаменатель дроби на положительное выражение сопряжён-ное к знаменателю:
Аналогично преобразуем второе слагаемое
Учитывая, что под внешними корнями в левой части неравенства находятся полные квадраты, извлекаем квадратные корни, и решаемое неравенство принимает вид
После упрощения получаем что даёт единственное решение Ответ:
Пример №242.Найти наименьшее значение функции на отрезке [0,3].
Решение:
Рассмотрим способ решения, не использующий производную этой функции. Преобразуем выражение, определяющее функцию, умножив и разделив его на выражение
Теперь хорошо видно, что на отрезке [0,3] данная (непрерывная) функция определена и монотонно убывает, а значит, достигает своего наименьшего значения на правом конце отрезка, т.е. при x = 3 :
Пример №243.Решить уравнение
Решение:
Перепишем уравнение в виде:
Применяя метод домножения на сопряжённое выражение, преобразуем левую и правую части уравнения:
Тогда уравнение примет вид
Это уравнение имеет единственное решение x = 2 , которое, как показывает проверка, удовлетворяет исходному уравнению. Других решений нет, поскольку выражение во вторых скобках строго положительно. Ответ:
Пример №244.Решить неравенство
Решение:
Неравенство заменой сводится к алгебраическому:
Эта лекция взята со страницы, где размещён подробный курс лекций по предмету математика:
Предмет математика
Эти страницы возможно вам будут полезны:
Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль
Здравствуйте!
Я, Людмила Анатольевна Фирмаль, бывший преподаватель математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института со стажем работы более 17 лет. На данный момент занимаюсь онлайн обучением и помощью по любыми предметам. У меня своя команда грамотных, сильных бывших преподавателей ВУЗов. Мы справимся с любой поставленной перед нами работой технического и гуманитарного плана. И не важно: она по объёму на две формулы или огромная сложно структурированная на 125 страниц! Нам по силам всё, поэтому не стесняйтесь, присылайте.
Срок выполнения разный: возможно онлайн (сразу пишите и сразу помогаю), а если у Вас что-то сложное – то от двух до пяти дней.
Для качественного оформления работы обязательно нужны методические указания и, желательно, лекции. Также я провожу онлайн-занятия и занятия в аудитории для студентов, чтобы дать им более качественные знания.
Моё видео:
Вам нужно написать сообщение в Telegram . После этого я оценю Ваш заказ и укажу срок выполнения. Если условия Вас устроят, Вы оплатите, и преподаватель, который ответственен за заказ, начнёт выполнение и в согласованный срок или, возможно, раньше срока Вы получите файл заказа в личные сообщения.
Сколько может стоить заказ?Стоимость заказа зависит от задания и требований Вашего учебного заведения. На цену влияют: сложность, количество заданий и срок выполнения. Поэтому для оценки стоимости заказа максимально качественно сфотографируйте или пришлите файл задания, при необходимости загружайте поясняющие фотографии лекций, файлы методичек, указывайте свой вариант.
Какой срок выполнения заказа?Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.
Как оплатить заказ?Сначала пришлите задание, я оценю, после вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.
Какие гарантии и вы исправляете ошибки?В течение 1 года с момента получения Вами заказа действует гарантия. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.
Качественно сфотографируйте задание, или если у вас файлы, то прикрепите методички, лекции, примеры решения, и в сообщении напишите дополнительные пояснения, для того, чтобы я сразу поняла, что требуется и не уточняла у вас. Присланное качественное задание моментально изучается и оценивается.
Теперь напишите мне в Telegram или почту и прикрепите задания, методички и лекции с примерами решения, и укажите сроки выполнения. Я и моя команда изучим внимательно задание и сообщим цену.
Если цена Вас устроит, то я вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.
Мы приступим к выполнению, соблюдая указанные сроки и требования. 80% заказов сдаются раньше срока.
После выполнения отправлю Вам заказ в чат, если у Вас будут вопросы по заказу – подробно объясню. Гарантия 1 год. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.
youtube.com/embed/NXwmZ4aXXsQ» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
youtube.com/embed/WIbBf3NZEZI» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
youtube.com/embed/dihxr1liTvQ» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
Можете смело обращаться к нам, мы вас не подведем. Ошибки бывают у всех, мы готовы дорабатывать бесплатно и в сжатые сроки, а если у вас появятся вопросы, готовы на них ответить.
В заключение хочу сказать: если Вы выберете меня для помощи на учебно-образовательном пути, у вас останутся только приятные впечатления от работы и от полученного результата!
Жду ваших заказов!
С уважением
Пользовательское соглашение
Политика конфиденциальности
Комплексные числа: обратные, сопряженные и деление
Комплексные числа: обратные, сопряженные и деление Мы изучали сложение, вычитание и умножение. Теперь пришло время деления. Точно так же, как вычитание может быть составлено из сложения и отрицания, деление может быть составлено из умножения и взаимного обмена. Итак, мы поставили перед собой задачу найти 1/ z по данным z. Другими словами, если задано комплексное число z = x + yi, найдите другое комплексное число w = u + vi такое, что zw = 1. К настоящему времени мы можем сделать это и алгебраически, и геометрически. Во-первых, алгебраически. Мы будем использовать формулу продукта, которую мы разработали в разделе об умножении. Он сказалТеперь, если два комплексных числа равны, то их действительные части должны быть равны, и их мнимые части должны быть равны. Чтобы zw = 1, нам понадобится
Это дает нам два уравнения. Первый говорит, что действительные части равны:
а второй говорит, что мнимые части равны:
Теперь, в нашем случае, х было задано, а х было неизвестно, поэтому в этих двух уравнениях х и y даны, а х и х являются неизвестными для решения. Вы можете довольно легко решить для u и v в этой паре одновременных линейных уравнений. Когда вы это сделаете, вы найдете
Таким образом, взаимный составляет z = x + Yi — это число W = U + VI , где U и V имеют значения. Таким образом, мы имеем следующую формулу взаимного обмена:
Обратные числа, выполненные геометрически, и комплексно-сопряженные числа.
Из того, что мы знаем о геометрии умножения, мы можем определить обратные геометрически. Если z и w обратны, то zw = 1, поэтому произведение их модулей равно 1, а сумма их аргументов (углов) равна 0. Это означает, что длина 1/ z является обратной величиной длины z. Например, если | г | = 2, как на схеме, то |1/ з | = 1/2. Это также означает, что аргумент для 1/ z является отрицанием аргумента для z. На диаграмме arg( z ) составляет около 65°, а arg(1/ z ) составляет около 65°.Вы можете видеть на диаграмме еще одну точку, отмеченную чертой на z. Это называется комплексным сопряжением числа z. Имеет ту же действительную составляющую x, , но мнимая составляющая инвертирована. Комплексное сопряжение отрицает мнимую составляющую, поэтому преобразование плоскости C все точки отражаются на реальной оси (то есть точки выше и ниже реальной оси меняются местами). Конечно, точки на действительной оси не меняются, потому что комплексное сопряжение действительного числа есть само.
Комплексно-сопряженные числа дают нам еще один способ интерпретировать обратные числа. Вы можете легко проверить, что комплексное число z = x + yi , умноженное на его сопряженное x yi , является квадратом его абсолютного значения | г | 2 .
Таким образом, 1/ z является сопряженным z , деленным на квадрат его абсолютного значения | г | 2 .
На рисунке видно, что 1/| г | и сопряженные z лежат на том же луче от 0, но 1/| г | составляет только одну четвертую длины сопряжения z (и | г | 2 это 4).
Между прочим, комплексное сопряжение — удивительно «прозрачная» операция. Он коммутирует со всеми арифметическими операциями: сопряжение суммы, разности, произведения или частного есть сумма, разность, произведение или частное соответственно сопряженных.
Такая операция называется изоморфизмом поля .Подразделение.
Собрав воедино нашу информацию о произведениях и обратных величинах, мы можем найти формулы для частного деления одного комплексного числа на другое. Во-первых, у нас есть строго алгебраическая формула в терминах действительной и мнимой частей.Далее у нас есть выражение в комплексных переменных, в котором используется комплексное сопряжение и деление на действительное число.
Обе формулировки полезны и их стоит знать и понимать.
Conjugate в математике — Surds, комплексное число, рационализация
Термин , сопряженный , означает пару вещей, соединенных вместе. Например, два смайлика: смайлик и грустный — абсолютно одинаковы, за исключением одной пары функций, которые на самом деле противоположны друг другу. Если вы посмотрите на эти смайлики, то заметите, что они одинаковые, за исключением того, что у них противоположное выражение лица: у одного улыбка, а у другого хмурый взгляд.
Посмотрим, что является сопряженным в математике в разных случаях и какой смысл его находить.
1. | Что такое сопряжение в математике? |
2. | Конъюгат сурда |
3. | Конъюгат комплексного числа |
4. | Сопряженный и рациональный фактор |
5. | Конъюгаты и рационализация |
6. | Часто задаваемые вопросы о сопряжении в математике |
Что такое сопряжение в математике?
Сопряжение в математике образуется путем изменения знака между двумя членами двучлена при условии, что сумма и произведение двучлена и его сопряжения рациональны. Здесь бином может быть либо сурдом, либо комплексным числом. Обратите внимание на следующие биномы и их сопряженные.
Биномиальный | Конъюгат | Сумма и произведение являются рациональными числами | |
---|---|---|---|
Сурд | 1 + √3 | 1 — √3 | Сумма = (1 + √3) + (1 — √3) = 2 Произведение = (1 + √3) (1 — √3) = 1 — 3 = -2 |
Комплексный номер | 2 + я | 2 — я | Сумма = (2 + i) + (2 — i) = 4 Произведение = (2 + i) (2 — i) = 2 2 — i 2 = 4 — (-1) = 5 |
В математике мы изучаем два типа сопряженных чисел.
- Конъюгат сурда
- Конъюгат комплексного числа
Давайте подробно изучим каждый из них в следующих разделах.
Конъюгат сурда
Сопряжение сурда x + y√z всегда равно x — y√z и наоборот. Это потому, что сумма равна (x + y√z) + (x — y√z) = 2x, а произведение = (x + y√z) (x — y√z) = x 2 — (y√z) 2 = x 2 — y 2 z (по формуле a 2 — b 2 ) — рациональные числа. Например, для сурда 3 + √2 сопряженное сурд равно 3 — √2, потому что:
- Их сумма = (3 + √2) + (3 — √2) = 6 и
- Их произведение = (3 + √2) (3 — √2) = 9 — 2 = 7
Здесь и 6, и 7 — рациональные числа. Обратите внимание: чтобы найти сопряжение surd, достаточно изменить знак surd (иррациональной части), но не всегда менять средний знак. Например, сопряжение сурда √2 + 3 равно -√2 + 3, но НЕ √2 — 3. Потому что, если мы предположим, что √2 — 3 является сопряжением √2 + 3, то их сумма равна 2 √2, что НЕ является рациональным числом. Вот еще несколько примеров спряжения surds в математике.
Сурд | Конъюгат |
---|---|
2√5 + 3 (запишите как 3 + 2√5) | 3 — 2√5 |
-√7 — 3 (запишите как -3 — √7) | -3 + √7 |
3 — √2 | 3 + √2 |
Самый простой способ написать сопряженное surd состоит в том, чтобы найти сопряженное число, просто написав данное число в порядке, в котором рациональная часть идет вперед, а затем иррациональная часть, а затем изменить знак середины.
Конъюгат комплексного числа
Комплексно-сопряженное комплексное число z = x + iy равно x — iy (и наоборот) и представлено \(\bar{z}\) как их сумма (2x) и произведение x 2 + y 2 оба являются рациональными числами. Чтобы записать комплексно-сопряженное число,
- Запишите данное комплексное число в виде x + iy (сначала действительная часть, а затем мнимая часть)
- Изменить средний знак. Тогда комплексное сопряжение x + iy есть x — iy.
Вот несколько примеров сопряжений комплексных чисел.
Комплексный номер | Конъюгат |
---|---|
2 — я | 2 + я |
3i + 5 (запишите как 5 + 3i) | 5 — 3i |
(-1/2) + 5i | (-1/2) — 5и |
Сопряженный и рациональный фактор
Если произведение двух сурдов является рациональным числом, то каждое из них называется рациональным множителем другого. Например, рациональные множители числа 2 + √3 равны 2 — √3 и -2 + √3. Это связано с тем, что умножение 2 + √ 3 на каждое из их сопряжений дает рациональное число, как показано ниже.
- (2 + √3) (2 — √3) = 4 — 3 = 1
- (2 + √3) (-2 + √3) = -4 + 3 = -1
Обратите внимание, что -2 + √3 НЕ является сопряженным 2 + √3, это всего лишь рациональный множитель.
Иногда рациональный множитель и сопряженное число называют одним и тем же, но между ними есть одно небольшое различие. Сумма двучлена и его рационального множителя НЕ обязательно должна быть рациональным числом, но сумма двучлена и его сопряженного ДОЛЖНА быть рациональным числом. С другой стороны, произведение двучлена с каждым его рациональным множителем и сопряженным должно быть рациональным числом.
Конъюгаты и рационализация
Рационализация знаменателя — это процесс умножения дроби (с иррациональным или сложным знаменателем) на ее рациональный множитель или сопряженное число, чтобы сделать знаменатель рациональным числом. Это потому, что очень удобно иметь рациональные числа в знаменателях для сравнения или выполнения математических расчетов. Вот два примера, чтобы понять, как рационализировать знаменатели с помощью сопряженных чисел.
Рационализация Surds Пример: Рационализация знаменателя 1 / (3 + √2).
Решение: Сопряженное число 3 + √2 равно 3 — √2. Умножение и деление данной дроби на 3 — √2,
1 / (3 + √2) × (3 — √2) / (3 — √2)
= (3 — √2) / (3 2 — (√2) 2 )
= (3 — √2) / (9 — 4)
= (3 — √2) / 5
Рационализация комплексных чисел Пример: Рационализация знаменателя 1 / (1 + я).
Решение: Комплексное сопряжение 1 + i равно 1 — i.
1 / (1 + i) × (1 — i) / (1 — i)
= (1 — i) / (1 2 — i 2 )
= (1 — i) / (1 + 1) (Потому что по степени йоты i 2 = -1)
= (1 — i) / 2
Важные замечания о сопряжении в математике:
- Если z = x + √ y и его сопряжение равно \(\bar{z}\) = x — √y, тогда z + \(\bar{z}\) = 2x и x — \(\bar{z}\) = 2√y .
- Если z = x + iy и его сопряженное число равно \(\bar{z}\) = x — iy, то z + \(\bar{z}\) = 2x и x — \(\bar{z}\ ) = 2iy.
- Для комплексного числа z, если z + \(\bar{z}\) = 0, то z чисто мнимое.
- Модуль комплексного числа и его сопряженного всегда одинаковы. т. е. | г | = |\(\bar{z}\)|, для любого комплексного числа z.
- Спряжения очень полезны в рационализации.
☛ Похожие темы:
- Модуль комплексного числа
- Калькулятор комплексных чисел
- Калькулятор деления комплексных чисел
Часто задаваемые вопросы о сопряжении в математике
Что такое математические сопряжения?
Математическое сопряжение числа — это число, которое при умножении или прибавлении к данному числу дает рациональное число. Например,
- Спряжение сурда 6 + √2 равно 6 — √2.
- Сопряжение комплексного числа 5 — 3i равно 5 + 3i.
Всегда ли поиск сопряженных означает изменение среднего знака?
Нет, нахождение сопряжения НЕ означает постоянное изменение среднего знака. Например, сопряженное число √5 — 1 НЕ является √5 + 1, поскольку их сумма НЕ является рациональным числом. Найдя сопряженное число, проверьте, являются ли сумма и произведение числа и его сопряженного рациональными или не всегда.
Как найти сопряжение в математике?
Чтобы найти сопряженное число,
- Шаг 1: Запишите число так, чтобы его действительная часть стояла первой.
- Шаг 2 : Измените средний знак.
Что является примером конъюгата?
Сумма и произведение числа и его сопряженного числа всегда рациональны. Например, комплексно-сопряженное комплексное число 3 — 5i равно 3 + 5i, поскольку (3 — 5i) + (3 + 5i) = 6 и (3 — 5i) (3 + 5i) = 9 + 25 = 34. Здесь , и 6, и 34 — рациональные числа.
Почему в математике это называется сопряженным?
«Сопряженный» означает две вещи, которые соединены вместе (или) две вещи, которые имеют общие черты, за исключением одного различия.