Давайте разберем ваши вопросы по комплексным числам пошагово.
1. Определение длины и аргумента каждого комплексного числа
Для \( Z_{1} = \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} i \):
Длина: Длину комплексного числа можно найти по формуле: \[ |Z_{1}| = \sqrt{a^2 + b^2} \] где \( a = \frac{\sqrt{2}}{2} \), \( b = -\frac{\sqrt{2}}{2} \). \[ |Z_{1}| = \sqrt{\left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right)^2 + \left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)^2} = \sqrt{\frac{2}{4} + \frac{2}{4}} = \sqrt{1} = 1. \]
Аргумент: Аргумент \( Z_{1} \) находится по формуле: \[ \theta = \tan^{-1}\left(\frac{b}{a}\right). \] В нашем случае: \[ \theta_{1} = \tan^{-1}\left(\frac{-\frac{\sqrt{2}}{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2}}\right) = \tan^{-1}(-1). \] Значение \( \tan^{-1}(-1) \) равно \( -\frac{\pi}{4} \), но так как \( Z_{1} \) находится в четвертом квадранте, мы имеем: \[ \theta_{1} = -\frac{\pi}{4}. \]
Для \( Z_{2} = \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2} i \):
Длина: \[ |Z_{2}| = \sqrt{\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 + \left(\frac{1}{2}\right)^2} = \sqrt{\frac{3}{4} + \frac{1}{4}} = \sqrt{1} = 1. \]
Аргумент: \[ \theta_{2} = \tan^{-1}\left(\frac{\frac{1}{2}}{\frac{\sqrt{3}}{2}}\right) = \tan^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right). \] Значение \( \tan^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right) = \frac{\pi}{6} \) и так как \( Z_{2} \) находится в первом квадранте, мы имеем: \[ \theta_{2} = \frac{\pi}{6}. \]
2. Тригонометрическая и показательная форма
Для \( Z_{1} \):
Тригонометрическая форма: \[ Z_{1} = |Z_{1}|(\cos(\theta_{1}) + i\sin(\theta_{1})) = 1\left(\cos\left(-\frac{\pi}{4}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{4}\right)\right). \]
Показательная форма: \[ Z_{1} = |Z_{1}| e^{i\theta_{1}} = 1 \cdot e^{-i \frac{\pi}{4}} = e^{-i \frac{\pi}{4}}. \]
Для \( Z_{2} \):
Тригонометрическая форма: \[ Z_{2} = |Z_{2}|(\cos(\theta_{2}) + i\sin(\theta_{2})) = 1\left(\cos\left(\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(\frac{\pi}{6}\right)\right). \]
Показательная форма: \[ Z_{2} = |Z_{2}| e^{i\theta_{2}} = 1 \cdot e^{i \frac{\pi}{6}} = e^{i \frac{\pi}{6}}. \]
3. Вычисления в тригонометрической и показательной формах
- \( Z_{1} \cdot Z_{2} \)
Тригонометрическая форма: \[ |Z_{1}||Z_{2}| \left( \cos(\theta_{1} + \theta_{2}) + i\sin(\theta_{1} + \theta_{2}) \right) = 1 \cdot 1 \left( \cos\left(-\frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{6}\right) \right). \]
Для нахождения \( -\frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{6} \): \[ -\frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{6} = -\frac{3\pi}{12} + \frac{2\pi}{12} = -\frac{\pi}{12}. \]
Итак, \[ Z_{1} \cdot Z_{2} = \cos\left(-\frac{\pi}{12}\right) + i \sin\left(-\frac{\pi}{12}\right) \rightarrow Z_{1} \cdot Z_{2} = e^{-i \frac{\pi}{12}}. \]
- \( Z_{1} / Z_{2} \)
Тригонометрическая форма: \[ \frac{|Z_{1}|}{|Z_{2}|} \left( \cos(\theta_{1} - \theta_{2}) + i\sin(\theta_{1} - \theta_{2}) \right) = 1 \cdot 1 \left( \cos\left(-\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6}\right) \right). \]
Для нахождения \( -\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6} \): \[ -\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6} = -\frac{3\pi}{12} - \frac{2\pi}{12} = -\frac{5\pi}{12}. \] Итак, \[ Z_{1} / Z_{2} = \cos\left(-\frac{5\pi}{12}\right) + i \sin\left(-\frac{5\pi}{12}\right) \rightarrow Z_{1} / Z_{2} = e^{-i \frac{5\pi}{12}}. \]
- \( Z_{2}^3 \)
Используя форму Эйлера: \[ Z_{2}^3 = \left( e^{i \frac{\pi}{6}} \right)^3 = e^{i \frac{\pi}{2}}. \] В тригонометрической форме: \[ Z_{2}^3 = \cos\left(\frac{\pi}{2}\right) + i \sin\left(\frac{\pi}{2}\right) = 0 + i = i. \]
- \( \sqrt{Z_{1}} \)
Для нахождения корня используем формулу: \[ \sqrt{Z_{1}} = \sqrt{|Z_{1}|} e^{i \frac{\theta_{1}}{2}} = 1^{1/2} e^{-i \frac{\pi}{8}} = e^{-i \frac{\pi}{8}}. \] В тригонометрической форме: \[ \sqrt{Z_{1}} = \cos\left(-\frac{\pi}{8}\right) + i \sin\left(-\frac{\pi}{8}\right). \]
Если у вас есть еще вопросы или вам нужна дополнительная помощь, не стесняйтесь спрашивать!
