Автор: Пользователь скрыл имя, 02 Января 2012 в 12:51, лекция
Паняцце мноства ёсць адно з асноўных у матэматыцы. Яно належыць да так званых першасных паняццяў, якія не азначаюцца праз больш простыя. Пад мноствам разумеюць сукупнасць аб’ектаў, якія аб’ядноўваюцца ў адну групу па пэўным прыкметам.. Прыклады мностваў: мноства студэнтаў у аўдыторыі; мноства тых з іх, хто вывучаў у школе нямецкую мову.
Мноствы будзем абазначаць вялікімі літарамі: , а таксама . Аб’екты, з якіх складаецца мноства, называюцца яго элементамі. Запіс азначае: ёсць элемент мноства , або належыць . Калі не ёсць элемент мноства , то пішуць . Запіс азначае, што мноства ёсць канечнае і складаецца з элементаў .
што і даказвае адзінасць развязка раўнання (1). Пры гэтым мы прыходзім да магчымасці надаць формуле (2) вылічэння дзелі камплексных лікаў выгляд:
Правіла дзялення камплексных лікаў: каб падзяліць два камплексныя лікі , трэба лічнік і назоўнік дробу дамножыць на лік, камплексна-спалучаны назоўніку.
Прыклад 1. Вылічыць .
∆ ◄
Увядзем на камплекснай плоскасці палярную сістэму каардынатаў так, каб яе полюс знаходзіўся ў пункце прамавугольнай сістэмы каардынатаў, а палярная вось супадала з дадатным кірункам восі . З геаметрычных меркаванняў атрымаем формулы
якія звязваюць палярныя і дэкартавыя каардынаты. Адсюль вынікае гэтак званая трыганаметрычная форма камплекснага ліку :
def: Лік называецца модулем , а лік – аргументам камплекснага ліку .
Аргумент камплекснага ліку не вызначаны, а яго модуль роўны нулю. Зазначым, што аргумент вызначаецца неадназначна, з дакладнасцю да складніка . Пры гэтым выкарыстоўваюцца абазначэнні – алзін заргументаў, – мноства ў сіх аргументаў ліку . Значэнне аргументу, якое праўдзіць няроўнасці , называецца галоўным.
З сістэмы маем .
Зазначым, што з апошняй сістэмы аргумент камплекснага ліку знаходзіцца неадназначна, паколькі аргументы абодвух лікаў і з’яўляюцца развязкасмі гэтай сістэмы.
Заўвага 1. Пры вылічэнні аргумента камплекснага ліку з роўнасці карыстаемся правілам:
Прыклад
2. Вызначыць трыганаметрычную форму
камплексных лікаў:
;
∆ 1) 2)
3) 4) ◄
Трыганаметрычная форма камплекснага ліку ёсць вельмі зручная для множання і дзялення камплексных лікаў. Няхай
Вылічым іх здабытак
З гэтай роўнасці маем , г.зн. пры множанні камплексных лікаў іх модулі перамнажаюцца, а аргументы складваюцца. Аналагічна атрымліваецца: пры дзяленні камплексных лікаў іх модулі дзеляцца, а аргументы адымаюцца
Калі перамножыць роўных камплексных лікаў, то атрымаецца
Пры мае месца формула Муаўра
З
геаметрычнага выяўлення
def: Камплексны лік называецца коранем й ступені з камплекснага ліку , , калі .
Атрымаем формулы для вылічэння кораня й ступені з камплекснага ліку . Няхай , З роўнасці і формулы Муаўра вынікае На падставе правіла роўнасці камплексных лікаў ў трыганаметрычнай форме атрымліваем
Такім чынам, мы маем формулу (3)
Пакажам, што сярод камплексных лікаў маецца роўна розных. Сапраўды, сярод камплексных лікаў , якія вылічаюцца паводле формулы (3) пры усе розныя таму, што іх аргументы
розняцца адзін ад другога менш чым на ( – найбольшая з розніцаў). Тады адпаведна правілу роўнасці камплексных лікаў ў трыганаметрычнай форме ўсе , розныя. Затым атрымліваем , бо і . Аналагічна . Такім чынам, маецца роўна розных значэнняў кораня –й ступені з камплекснага ліку:
Прыклад 3. Вылічыць
∆
◄
Заўвага 2. На камплекснай плоскасці пункты размяшчаюцца ў вяршынях правільнага –вугольніка, умежанага ў акружыну радыюсу з цэнтрам у пункце таму, што ,
.
def: Мнагаскладам або паліномам –й ступені называецца выраз
дзе – камплексная зменная велічыня, – камплексныя канстан-ты, прычым .
def: Мнагасклады і называюцца роўнымі , калі роўныя іх ступені і роўныя адпаведныя каэфіцыенты
Мае месца наступная
Тэарэма 1 (пра выяўленне мнагаскладу). Калі ступень мнагаскладу не меншая за ступень мнагаскладу , г.зн. , то існуюць такія два мнагасклады і , , што
.
Для доказу тэарэмы разглядаюцца мнагасклады з нявызначанымі каэфіцыентамі , – не-вядомыя камплексныя лікі. Пасля падстаўлення гэтых мнагаскладаў ў (1), прывядзення падобных складнікаў і прыраўноўвання каэфіцыентаў пры аднолькавых ступенях у абедзвюх частках атрыманай роўнасці, для знаходжання каэфіцыентай і будзем мець сістэму лінейных раўнанняў, з якой і вызначаюцца адзіным спосабам.
Звычайна дзель ад дзялення двух мнагаскладаў і адпаведную астачу знаходзяць метадам дзялення вугалком. Напрыклад,
Пры гэтым мае месца роўнасць .
Дзяліць мнагасклад на двухсклад зручна паводле схемы Горнера. Напрыклад, падзелім на . Маем
.
Такім чынам, .
def: Будзем гаварыць, што мнагасклад дзеліцца або ёсць падзельны на мнагасклад , калі астача ад дзялення мнагаскладаў роўная нулю, , г.зн. мае месца выяўленне . Лік называецца коранем або нулём мнага-складу , калі .
Мае месца
Тэарэма 2 (Безу або крытэр падзельнасці мнагаскладу на двухсклад). Для таго каб мнагасклад ненулявой ступені быў падзельны на двухсклад , неабходна і дастаткова, каб лік быў коранем мнагаскладу .
□ Неабходнасць. Няхай дзеліцца на , г.зн. Пры маем . Гэта азначае, што лік ёсць корань мнагаскладу .
Дастатковасць. Няхай ёсць корань мнагаскладу , г.зн. . На падставе тэарэмы пра выяўленне мнагаскладу , а з прычы-ны таго, што ступень астачы ёсць меншая за ступень дзельніка , вынікае, што г.зн. Нададзім у гэтай роўнасці зменнай значэнне і атрымаем, што . Паколькі , то астача , што азначае падзельнасць мнагаскладу на . ■
Заўвага 1. З доказу тэарэмы вынікае, што ёсць астача ад дзялення на .
У трэцім семестры будзе даказана так званая
Асноўная тэарэма алгебры. Усякі мнагасклад ненулявой ступені мае прынамсі адзін корань.
З гэтай тэарэмы вынікае
Тэарэма 3 (пра раскладанне мнагаскладу на множнікі). Усякі мнагасклад ступені раскладаецца ў здабытак – го множніка
. (2)
□ З асноўнай тэарэмы алгебры вынікае, што мае корань , г.зн. . Затым мнагасклад таксама мае корань г.зн. і г.д. Нарэшце атрымаем , прычым . Такім чынам, маем . ■
Тэарэма 4 (пра колькасць каранёў мнагаскладу). Мнагасклад ступені мае роўна каранёў.
□ З папярэдняй тэарэмы вынікае, што іх не менш, чым . Няхай разам з каранямі маецца корань , які не супадае з астатнімі. Гэта значыць, што . Але ж , бо і ўсе дужкі таксама няроўныя нулю ?!? (Прыйшлі да супярэчнасці). ■
Тэарэма 5 (пра камплексныя карані мнагаскладу з рэчаіснымі каэфіцыентамі). Калі мнагасклад мае рэчаісныя каэфіцыенты і лік ёсць яго корань, то і лік – таксама яго корань .
□ Няхай , тады . Але
.
Гэта азначае, што лік ёсць корань мнагаскладу . ■
Няхай мнагасклад мае выяўленне . Можа стацца, што сярод яго каранёў ёсць аднолькавыя. Напрыклад, . Запішам мнагасклад наступным чынам
. (3)
def: Лік называецца коранем мнагаскладу кратнасці , калі мае месца выяўленне
Заўвага 2. Калі ёсць корань кратнасці мнагаскладу з рэчаіснымі каэфіцыентамі, то і лік – таксама яго корань кратнасці .
Калі мнагасклад мае рэчаісныя каэфіцыенты і – яго камплексны корань, то ў выяўленні (2) будуць змяшчацца два множнікі і . Вылічым іх здабытак
,
прычым дыскрымінант апошняга трохскладу ёсь , бо . З гэтых меркаванняў на падставе (3) мнагасклад з рэчаіснымі каэфіцыентамі заўсёды можна падаць у выглядзе
, (4)
дзе
Такім чынам, ведаючы ўсе карані мнагаскладу з рэчаіснымі каэфіцыентамі , можна яго раскласці на множнікі з рэчаіснамі каэфіцыентамі, г.зн. падаць у выглядзе (4), дзе лікі – рэчаісныя, а ўсе квадратовыя трохсклады маюць адмоўныя дыскрымінанты.
def: Выраз , дзе – мнагасклады адпаведна ступеняў і , называецца рацыянальнай функцыяй. Калі , то рацыянальная функцыя называецца правільнай. Правільныя рацыянальныя функцыі называюцца простымі дробамі.
Мае месца
Тэарэма 5 (пра раскладанне рацыянальнай функцыі на простыя дробы). Няхай – правільная рацыянальная функцыя з рэчаіснымі каэфіцыентамі і мнагасклад раскладаецца на множнікі згодна з формулаю (4). Тады функцыю можна раскласці на суму простых дробаў:
дзе – рэчаісныя лікі.
Тое ж самае можна запісаць пры дапамозе знакаў сумавання
Існуе некалькі спосабаў вылічэння каэфіцыентаў раскладу правільнай рацыянальнай функцыі на суму простых дробаў.