קיץ 2024 · מועד ב
בגרות במתמטיקה, שאלון 572: 5 שאלות, עם פתרון מלא לכל סעיף.
שאלה 3: מספרים מרוכבים
בשאלה זו נעבוד עם מספרים מרוכבים בהצגה קוטבית (, בזוויות במעלות), ונשתמש בהם כקדקודים של מרובע במישור גאוס.
מצאו את פתרונות המשוואה (כאשר מספר מרוכב).
מעבירים אגף: .
כותבים את בהצגה קוטבית: .
מוציאים שורש שישי — שורש מהרדיוס וחלוקת הזווית: .
מציבים (כי ): .
מציבים : .
מציבים : .
מצאו את ארבעת הפתרונות של המשוואה (כאשר מספר מרוכב).
שבר שווה רק כאשר המונה מתאפס והמכנה שונה מ-.
המונה נותן את ששת הפתרונות מסעיף א1.
נמצא אילו מהם מאפסים את המכנה: , כלומר .
בהצגה קוטבית: .
שורש ריבועי: , כלומר או .
שני אלה ( ו-) מאפסים את המכנה, ולכן הם נפסלים.
נשארים ארבעת הפתרונות: .
הפתרונות שמצאתם בסעיף א2 מייצגים קדקודים של מרובע במישור גאוס. מצאו את שטח המרובע.
ארבעת הקדקודים על מעגל שרדיוסו , בזוויות .
מחברים את המרכז לכל קדקוד ומקבלים ארבעה משולשים.
הזוויות המרכזיות (הפרשי הזוויות הסמוכות): (סכומן ).
שטח משולש עם צלעות וזווית : .
שטח משולש עם זווית : (כי ).
יש שני משולשים מכל סוג, ולכן: .
מפשטים: .
מסובבים את המרובע סביב הראשית בזווית נגד כיוון השעון ().
מהו הערך של מכפלת כל המספרים המייצגים את קדקודי המרובע בעבור ? נמקו את תשובתכם.
סיבוב בזווית נגד כיוון השעון פירושו כפל כל קדקוד ב-.
לאחר הסיבוב הקדקודים הם .
מכפלת ארבעתם: .
מחשבים רדיוס וסכום זוויות: .
מצמצמים : .
מציבים : .
ומכיוון ש-: .
ממשיכים עם הסיבוב בזווית (נגד כיוון השעון, ).
מצאו את שני הערכים של שעבורם מכפלת כל המספרים המייצגים את קדקודי המרובע לאחר הסיבוב היא מספר מדומה טהור.
מסעיף ג, המכפלה לאחר סיבוב בזווית היא .
המכפלה מדומה טהורה כאשר חלקהּ הממשי מתאפס, כלומר .
הערך מתקבל כאשר .
הערך מתקבל כאשר .
מחלקים ב-: או .
שני הערכים נמצאים בתחום .
מהו הערך של המכפלה בעבור כל אחד מן הערכים של שמצאתם?
מציבים בביטוי מסעיף ד1.
עבור : .
עבור : .
