Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2012-12-30, 15:36
  #1
Medlem
Hej jag skulle vilja ha hjälp med följande fråga:

Lös ekvationen z^(4) = z + z**

Observera alltså att z** har ett streck ovanför sig (det är z konjugat)

Det jag vet är att:
z = a + ib
z** = a - ib

men jag vet inte riktigt hur jag ska utveckla och hur sen lösningen skall skrivas
Tack på förhand
Citera
2012-12-30, 16:26
  #2
Medlem
Hej, tänkte så här på min lösning:

z* är konjugatet av z

z^4 = z + z* har lösningen z=0 och reella koefficienter så
den har alltså två reella lösningar och ett komplexkonjugerat rotpar

2:a reella lösningen: z^4 = 2*z (z reell)
dela med z, vilket ger z^3 = 2 som har lösningen z = 2^(1/3)

de komplexa lösningarna: jag satte z = a + ib, z* = a - ib
och utvecklade ekvationen mha pascals triangel

(a+ib)^4 = 2*a

a^4 + 4a^3*bi + 6a^2*b^2*i^2 + 4ab^3*i + b^4*i^4 = 2a

gör om i:na och samla ihop till en ekvation för realdelen och en för imaginärdelen:

a^4+b^4-6a^2*b^2 = 2a
4a^3*b-4ab^3 = 0

från den andra ser man att a^2 = b^2, så b = +- a

sätt in a^2=b^2 i den första, vilket ger:

a^4 + a^4 - 6a^2*a^2 = 2a
a^3 = -1/2

vilket har den reela lösningen a = -(1/2)^(1/3)

och eftersom b = +- a så¨blir lösningarna

z= -(1/2)^(1/3) + (1/2)^(1/3)*i
och
z = -(1/2)^(1/3) - (1/2)^(1/3)*i

det blev rätt rörigt skrivet, men hoppas du kan se vad jag gjort ändå
__________________
Senast redigerad av mvin 2012-12-30 kl. 16:30.
Citera
2012-12-30, 16:37
  #3
Medlem
sp3tts avatar
Låt z = a+bi. Då är [;\overline{z} = a-bi;] och vi har [; z + \overline{z} = a+bi +a -bi = 2a ;]. Nu är 2a reellt, så om z^4 = 2a måste z ha argument npi/4, det vill säga vi har z = +-a, z = a +- ai och z = +-ai som möjliga lösningar. Fallet med reellt z ger [; a^4 = 2a ;] med lösningar a = 0, [; a = 2^{1/3};]. De två andra fallen borde du klara själv.
Citera
2012-12-30, 17:05
  #4
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av mvin
Hej, tänkte så här på min lösning:

Citat:
Ursprungligen postat av sp3tt
De två andra fallen borde du klara själv.

Roligt att ni tillsammans ger alla svar.
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback