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INSTITUCION EDUCATIVA LA LIBERTAD ÁREA DE MATEMÁTICAS Grado: Noveno TERCER PERIODO Docente: Ana Lucía Reina L. Tema: Los números Complejos Indicadores: Justifico los procedimientos y estrategias utilizadas en la solución de ejercicios y problemas Determino características propias del conjunto de numéricos Complejos. Nombre: 9- Fecha: Julio 27 TALLER 2- ¡¡¡Hola!!! Un saludo cordial y deseándoles éxitos en este segundo taller del tercer periodo. El presente taller le ayudara a identificarlos números complejos y a realizar las operaciones entre ellos. Si tiene alguna dificultad para resolverlo envíe sus dudas a la mensajería de la plataforma institucional o al correo reinaanalucia@gmail.com. Luego de que lo haya realizado en hojas cuadriculadas, realice un documento en Word o en PDF, donde se muestren las fotos del trabajo y envíelo a la plataforma institucional para ser evaluado, luego guárdelo en su carpeta de tareas y trabajos. Así que ánimo y a trabajar, vamos con toda!!! TERCER PERIODO TALLER 2: LOS NUMEROS COMPLEJOS En la solución de ecuaciones como X2 + 1 = 0, no es posible hallar un número real cuyo cuadrado sea -1, es decir, la solución de esta ecuación no es un número real. Entonces se crearon los números imaginarios, cuya unidad se simboliza por i y es tal que i² = -1, o sea i = 1 . Los números imaginarios tienen la forma bi donde b es real e i es la unidad imaginaria, por ejemplo 3i, -2i, 3/7i Los números complejos están conformados por una parte real y otra imaginaria, por ejemplo 2+ 3i C = {(a, b)| a, b R } es el conjunto de los números Complejos. O sea que un número complejo es una pareja ordenada de números reales (a, b), donde a es la parte real y b es la parte imaginaria. El número complejo (a, b), puede escribirse en forma binómica como a + bi, o sea (a, b) = a + bi. Por ejemplo: 2 + 3i = (2,3) Un número real puede expresarse como un complejo cuya parte imaginaria es cero, esto es, el real a = a + 0i = (a,0). Por ejemplo: 3= 3+0i El número bi se llama imaginario puro y se puede escribir como: 0+bi. Por ejemplo 5i= 0 + 5i. El número real “0” es también complejo y lo podemos escribir como 0 +0i De esta manera podemos establecer una cadena de inclusiones así: N Z Q R C. IGUALDAD ENTRE COMPLEJOS: Para que dos números complejos sean iguales se requiere que sus partes reales sean iguales y sus partes imaginarias sean iguales entre sí: a + bi = c + di si y solo si a=c y b=d Por ejemplo: Hallar el valor de X y de Y 2 + 8i = x – 2 + yi Igualamos las partes reales 2= x-2 y despejamos la x ; 2+2 = x luego 4=x Ahora igualamos la parte imaginaria: 8i= yi entonces 8=y mailto:reinaanalucia@gmail.com POTENCIAS DE i Para calcular las potencias de i, debemos partir de i= √−1, ahora elevamos en ambos lados al cuadrado así, 𝑖2 = (√−1 )2 =-1, recuerde que el exponente 2 se cancela con el índice 2, seguidamente hallamos i3 = i2 x i = -1 x i = -i. Ahora hallamos i4 = i2 X i2 = (-1) x (-1) = 1. Hallemos i5 = i2 x i2 x i = (-1) x (-1) x i = i, notamos que i= i5, a continuación hallemos i6 = i2 x i2 x i2 = (-1) x (-1) x (-1) = -1 y encontramos que i6 = i2 = -1, así se realizan las demás potencias encontrando que: i7 = i3 = -i, i8 = i4 =1. Notamos que los valores se repiten de 4 en 4; por eso las potencias básicas de i son cuatro. Cualquier potencia de i puede calcularse mediante una reducción de potencias básicas, solo se debe dividir el exponente de i por 4 y tomar el residuo como la nueva potencia Ejemplo: Calcular i22 = i2 = 1 Si el exponente es negativo se procede así: se pasa el imaginario con exponente negativo al denominador o viceversa si esta en el denomminador se sube al numerador pero cambiando el singo negativo a positivo, así: Observar el video https://www.youtube.com/watch?v=vZTiu_4Gr_c ACTIVIDAD 1. 1. Resuelve las siguientes ecuaciones y diga a cuál conjunto numérico pertenece la solución: a) x2 + 1 = 0 b) 4X + 5 = 0 c) 0.5x + x - 6 = 0 d) 3(x-1) + x +2 = ⅔ e) x2 - 14 = 0 2. Para qué valores de x y de y se cumple que: a) 3x + (y-2)i = (5-2x) + (3y-8)i b) (2 - 3i)+ (x + yi) = 29 + 2i 3. Calcular el valor de las siguientes potencias de i, reduce al máximo el resultado. a) i7 b) i102 c) i-119 d) 2i9 + 12 i11 e) 3i50 – 12i52 OPERACIONES CON COMPLEJOS ADICIÓN Para sumar dos o más números complejos se suman respectivamente los números reales entre sí, y los números imaginarios entre ellos. Por ejemplo: (2 + 4i) + (3 + 5i) = (2 + 3) + (4i + 5i) = 5 + 9i Propiedades de la adición de complejos: . Clausurativa: Al sumar un número complejo con otro número complejo el resultado es otro número complejo. Por ejemplo: (3/5+4/3 i) + (4/15+2/6 i) = 13/15 + 5/3 i (-9+5i) + (3-7i) = -6-2i . Conmutativa: En la suma de dos números complejos se puede cambiar el orden de los números complejos y el resultado no varía. Por ejemplo:. (3+5i) + (7-2i) = 10+3i = (7-2i) + (3+5i) = 10+3i . Asociativa: En la suma de números complejos se pueden agrupar de varias maneras los números complejos y el resultado es el mismo https://www.youtube.com/watch?v=vZTiu_4Gr_c Por ejemplo: [(3-2i) + (5+6i)] + (4+7i)= [8+4i] + (4+7i)= 12+11i ó (3-2i) + [(5+6i) + (4+7i)]= (3-2i) + [9+13i] = 12 +11i . Existencia del elemento neutro: En la suma de números complejos el modulo es el 0+0i, y al sumar cualquier número complejo con el módulo, el resultado es el mismo número complejo. Por ejemplo: (4+8i) + 0+0i = 4+8i . Elemento opuesto: Para todo número complejo existe otro número complejo opuesto que sumado con el anterior el resultado es el módulo de la suma de números complejos (0+0i). Por ejemplo: Si tenemos (3-5i) también existe (-3+5i) tal que (3-5i) + (-3+5i) = 0+0i SUSTRACCIÓN Para restar dos números complejos se cambia de signo al sustraendo y se realizan las operaciones correspondientes entre las partes reales entre si y luego las partes imaginarias entre ellas. (2+4i) - (3-5i) =2 + 4i -3 +5i= (2-3) + (4i+5i) = -1+9i (5+7i) - (4-3i) = 5+ 7i -4 +3i= (5-4 ) + (7i+3i) = 1+10i (3-6i) - (-5-9i) = 3 -6i +5 +9i= (3+5) +(-6i+9i) = 8+3i (5/3+4i) - (4-8/4 i) =5/3 + 4i -4 + 8/4i= (5/3-4) + (4i+8/4 i)= (-7/3+6i) Observar el video: https://www.youtube.com/watch?time_continue=62&v=nudZJB-wQGk&feature=emb_logo MULTIPLICACION La multiplicación de complejos se realiza como si multiplicáramos dos binomios, y luego se aplican las propiedades ya vistas en los números complejos. (todos contra todos) Por ejemplo: (3+2i)•(5+4i) = 3∙5 + 3∙4i + 2i∙ 5 + 2i∙4i= 15 + 12i + 10i + 8i2= 15 + 22i + 8.(-1)= 15 + 22i – 8= 7 + 22i Otros ejemplos (6 + 5i) x (4 – 2i)= 24 -12i + 20i – 10i2= 24 + 8i-10.(-1) = 24 + 8i +10 = 34 + 8i ( 5 + √(-4)) X (2 -√(-121) ) = (5 + 2i) x (2 – 11i)= -10 -55i -4i-22i2 = -10 -59i +22 = 12 – 59i Propiedades de la multiplicación de complejos: . Clausurativa: El producto de un número complejo por otro número complejo es un número complejo. Por ejemplo: (-9+5i)•(3-7i)= -27+ 63i + 15i -35i2= -27+ 78i -35(-1) = -27+35+78i = 8+78i . Conmutativa: El orden de los factores en el producto de los números complejos se puede cambiar y el resultado es el mismo Por ejemplo: (3+6i)•(5-2i) = (5-2i)•(3+6i) = 27+24i . Asociativa: En el producto de números complejos se pueden asociar de varias maneras y el resultado siempre es el mismo Por ejemplo: [(3-2i) • (5+6i)] • (4+7i)= (3-2i) •[(5+6i)• (4+7i)] = 52+221i . Modulativa: Todo número complejo multiplicado por el 1+ oi da como resultado el mismo número complejo Por ejemplo: (6 - 35i) • (1+ oi) = ( 6 - 35i) •(1) = ( 6- 35i) . Distributiva de la multiplicación con respecto a la suma: Consiste en relacionarla adición de complejos con la multiplicación Por ejemplo: (4-5i)•[(3+2i)+(4-2i)] = (4-5i)•[7+0] = 28-35i Otra forma de resolver este ejercicio seria: https://www.youtube.com/watch?time_continue=62&v=nudZJB-wQGk&feature=emb_logo (4-5i)•[(3+2i)+(4-2i)] = (4-5i)•(3+2i)+(4-5i)(4-2i)] = 12+8i-15i-10i2 + 16-8i-20i+10 i2 = 28-35i-10(-1)+10(-1) = 28- 35i+10-10 = 28-35i Observar el video: https://www.youtube.com/watch?time_continue=19&v=38DPFbTKUpQ&feature=emb_logo DIVISION Para dividir complejos solo basta con multiplicar por el conjugado del denominador Dado el complejo 3-2i su conjugado corresponde a 3+2i (solo se cambia el signo de la parte imaginaria) Siempre que se multiplica un número complejo por su conjugado el resultado es un número real. Si en denominador solo aparece i, se debe multiplicar arriba y abajo por i para poder quitar esa i del denominador, pues no puede nunca quedar una raíz en el denominador. Observar el video: https://www.youtube.com/watch?time_continue=376&v=XV5buDdtUEU&feature=emb_logo ACTIVIDAD 2. 1. Realiza las siguientes operaciones con números complejos: a. (6 – 5i) + (2 – i) – 2(–5 + 6i) = R/ 18-18i b. (2 – 3i) – (5 + 4i) + (6 – 4i) = R/ 3-11i c. (3 + 2i) (4 – 2i) = R/ 16+14i d. (2 + 3i) (5 – 6i) = R/ 28+3i e. (–i + 1) (3 – 2i) (1 + 3i) = R/ 16-2i f. (1+6i)/(4+3i)= R/ ( 22+21i)/25 g. 7-5(3 - 2/4 i)= R/-8+10/4 i h. ((3+3i)(4-2i))/(2-2i) =(18+6i)/(2-2i)= R/(24+48i)/8 OBSERVACIONES√ 1. a = a 1 = i a , aR 2. Dos complejos se llaman conjugados si sus partes reales son iguales y sus partes imaginarias tienen signo contrario. l conjugado de a + bi es a - bi. 3. El producto de dos números Complejos conjugados es un número real. Por ejemplo: el conjugado de 3+ 2i es 3-2i,(solo se le cambia el signo al número imaginario) al multiplicarlos da un número real. https://www.youtube.com/watch?time_continue=19&v=38DPFbTKUpQ&feature=emb_logo https://www.youtube.com/watch?time_continue=376&v=XV5buDdtUEU&feature=emb_logo https://sites.google.com/site/josalbeto/numeros-complejos/multiplicacion-y-division-de-numeros-complejos/comple6.png?attredirects=0
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