קיץ 2021 · מועד מיוחד
בגרות במתמטיקה, שאלון 582: 5 שאלות, עם פתרון מלא לכל סעיף.
שאלה 3: מספרים מרוכבים
נתונה משוואה I: במישור המרוכב.
פתור את משוואה I ומצא את שני הפתרונות בהצגה אלגברית.
נשתמש בנוסחת השורשים, כאשר המקדמים הם ו-:
נחשב את הביטוי שתחת השורש:
נחשב את — נציב ונעלה בריבוע:
נשווה חלק ממשי וחלק מדומה ונקבל מערכת:
מהראשונה , ומהשנייה ; נציב:
נבחר ואז (כי ), כלומר
נציב חזרה:
נתונה משוואה , כאשר מספר מרוכב ו- מספרים ממשיים. ידוע כי אחד מפתרונות המשוואה מתאים לנקודה במישור גאוס שעל הציר המדומה, בחלקו השלילי.
אחת מן הטענות הבאות נכונה — קבע איזו ונמק את קביעתך: טענה 1: טענה 2: טענה 3:
נקודה על הציר המדומה בחלקו השלילי היא מהצורה כאשר
נעלה את בחזקה שלישית:
נשווה לצורה ונקבל:
מאחר ש- נובע , ולכן
לכן מתקיים וגם — הטענה הנכונה היא טענה 1
נתונה משוואה II: , כאשר הם הפתרונות של משוואה I.
פתור את משוואה II. רשום את התשובות בהצגה קוטבית ובהצגה אלגברית.
נחשב את אגף ימין:
נפתור — נכתוב את אגף ימין בצורה קוטבית:
לפי נוסחת השורש השלישי:
נציב ונמיר לצורה אלגברית:
פתרונות משוואה II מייצגים קודקודים של משולש במישור גאוס.
סרטט את המשולש שהתקבל.
נסמן את שלושת השורשים במישור גאוס (ציר ממשי אופקי, ציר מדומה אנכי):
שלושת השורשים על מעגל במרווחים שווים של , ולכן הם קודקודי משולש שווה-צלעות
נתון פרמטר ממשי , ו- (מספר מדומה). מוסיפים את לכל אחד מפתרונות משוואה II, והמספרים המתקבלים מייצגים משולש חדש.
מצא את הערך של שבעבורו המעגל החוסם את המשולש החדש עובר דרך ראשית הצירים. מצא את שתי האפשרויות.
שלושת השורשים של משוואה II חסומים במעגל שמרכזו בראשית ורדיוסו (כי לכולם)
הוספת (מספר מדומה טהור) מוסיפה לחלק המדומה של כל נקודה — כלומר מזיזה את כל המשולש אנכית ב-
לכן המשולש החדש חסום במעגל מאותו רדיוס , אך מרכזו זז מ- אל
המעגל החוסם עובר דרך ראשית הצירים אם ורק אם המרחק מהמרכז אל הראשית שווה לרדיוס:
או
