Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Hasonló dokumentumok
Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Diszkrét matematika 1.

Diszkrét matematika 1. estis képzés

Komplex számok. Wettl Ferenc előadása alapján Wettl Ferenc előadása alapján Komplex számok / 18

Lineáris egyenletrendszerek Műveletek vektorokkal Geometriai transzformációk megadása mátrixokkal Determinánsok és alkalmazásaik

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

1. A komplex számok definíciója

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Kalkulus. Komplex számok

x = 1 = ı (imaginárius egység), illetve x 12 = 1 ± 1 4 2

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

1. Komplex számok. x 2 = 1 és x 2 + x + 1 = 0. egyenletek megoldását számnak tekinthessük:

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. Matematika I

Komplex számok. Wettl Ferenc Wettl Ferenc () Komplex számok / 14

Komplex számok. Komplex számok és alakjaik, számolás komplex számokkal.

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Komplex számok. Wettl Ferenc szeptember 14. Wettl Ferenc Komplex számok szeptember / 23

Komplex számok. Wettl Ferenc Wettl Ferenc () Komplex számok / 9

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Diszkrét matematika I.

Analízis elo adások. Vajda István szeptember 10. Neumann János Informatika Kar Óbudai Egyetem. Vajda István (Óbudai Egyetem)

Matematika A1a Analízis

Diszkrét matematika I.

Komplex számok. (a, b) + (c, d) := (a + c, b + d)

2. Algebrai átalakítások

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Matematika 8. osztály

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Diszkrét matematika I.

MATEMATIKA TANMENET SZAKKÖZÉPISKOLA 11B OSZTÁLY HETI 4 ÓRA 37 HÉT/ ÖSSZ 148 ÓRA

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

1. Interpoláció. Egyértelműség (K2.4.10) Ha f és g ilyen polinomok, akkor n helyen megegyeznek, így a polinomok azonossági tétele miatt egyenlők.

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

MATEMATIKA TANMENET SZAKKÖZÉPISKOLA 10.B OSZTÁLY HETI 4 ÓRA 37 HÉT/ ÖSSZ 148 ÓRA

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Klasszikus algebra előadás. Waldhauser Tamás április 14.

1. A komplex számok ábrázolása

Egyenletek, egyenlőtlenségek V.

2017/2018. Matematika 9.K

Diszkrét matematika 1. középszint

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Függvény fogalma, jelölések 15

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Diszkrét matematika 1. estis képzés. Komputeralgebra Tanszék ősz

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Trigonometria

Egy általános iskolai feladat egyetemi megvilágításban

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Diszkrét matematika 2.

1. Interpoláció. Egyértelműség Ha f és g ilyen polinomok, akkor n helyen megegyeznek, így a polinomok azonossági tétele miatt egyenlők.

Kongruenciák. Waldhauser Tamás

2018/2019. Matematika 10.K

7. gyakorlat megoldásai

ALGEBRAI KIFEJEZÉSEK, EGYENLETEK

Komplex számok algebrai alakja

y + a y + b y = r(x),

Intergrált Intenzív Matematika Érettségi

Magasabbfokú egyenletek

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

8. Egyenletek, egyenlőtlenségek, egyenletrendszerek II.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. Komplex számok (2)

Trigonometria Megoldások. 1) Oldja meg a következő egyenletet a valós számok halmazán! (12 pont) Megoldás:

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

1. A polinom fogalma. Számolás formális kifejezésekkel. Feladat Oldjuk meg az x2 + x + 1 x + 1. = x egyenletet.

Matematika tanmenet 10. osztály (heti 3 óra) A gyökvonás 14 óra

1. A maradékos osztás

TANMENET. a matematika tantárgy tanításához 10. E.osztályok számára

6. Függvények. 1. Az alábbi függvények közül melyik szigorúan monoton növekvő a 0;1 intervallumban?

Abszolútértékes egyenlôtlenségek

Határozatlan integrál

Typotex Kiadó. Bevezetés

MATEMATIKA TANMENET SZAKKÖZÉPISKOLA. 9. Nyelvi előkészítő osztály

: s s t 2 s t. m m m. e f e f. a a ab a b c. a c b ac. 5. Végezzük el a kijelölt m veleteket a változók lehetséges értékei mellett!

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Diszkrét matematika II., 3. előadás. Komplex számok

Egyenletek, egyenlőtlenségek VII.

Elemi algebrai eszközökkel megoldható versenyfeladatok Ábrahám Gábor, Szeged

Prezentációk készítése

8. előadás. Kúpszeletek

I. A négyzetgyökvonás

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Számelmélet I.

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Matematika javítóvizsga témakörök 10.B (kompetencia alapú )

3. Lineáris differenciálegyenletek

Feladatok a logaritmus témaköréhez 11. osztály, középszint

Osztályozóvizsga és javítóvizsga témakörei Matematika 9. évfolyam

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Diszkrét matematika I.

Exponenciális és logaritmikus kifejezések Megoldások

Átírás:

Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 1. Diszkrét matematika 1. középszint 1. előadás Nagy Gábor nagygabr@gmail.com nagy@compalg.inf.elte.hu compalg.inf.elte.hu/ nagy Mérai László diái alapján Komputeralgebra Tanszék 2017. ősz

Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 2. Harmadfokú egyenlet Harmadfokú egyenlet megoldása Keressük meg az ax 3 + bx 2 + cx + d = 0 egyenlet megoldásait (a 0)! Végigosztva a-val kapjuk az x 3 + b x 2 + c x + d = 0 egyszerűbb egyenletet. Emlékeztető: másodfokú egyenlet megoldása: x 2 + px + q = 0. Az x = y p 2 helyettesítéssel eltűnik az x-es tag: y 2 + q = 0. Innen átrendezéssel és gyökvonással megkapjuk a lehetséges megoldásokat y-ra, ahonnan kiszámolhatóak az x 1, x 2 megoldások. Hasonló helyettesítéssel a harmadfokú egyenlet y 3 + py + q = 0 alakra hozható.

Harmadfokú egyenlet Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 3. Keressük meg az y 3 + py + q = 0 egyenlet megoldásait! Ötlet: keressük a megoldásokat y = u + v alakban! Most (u + v) 3 = u 3 + 3u 2 v + 3uv 2 + v 3. A harmadfokú egyenlet: (u + v) 3 3uv(u + v) (u 3 + v 3 ) = 0 y 3 +py +q = 0 Célunk olyan u, v találása, melyekre 3uv = p, (u 3 + v 3 ) = q. Ekkor u + v megoldás lesz! u, v megtalálása: u 3 v 3 = ( p 3 )3, u 3 + v 3 = q, u 3, v 3 gyökei lesznek a z 2 + qz + ( p 3 )3 = 0 másodfokú egyenletnek. A gyökökből u, v köbgyökvonással kijön: y = 3 q (q ) 2 ( p ) 3 2 + 3 + + q (q ) 2 ( p ) 3 2 3 2 + 2 3

Harmadfokú egyenlet Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 4. Keressük meg az x 3 21x + 20 = 0 egyenlet megoldásait! (Most x = y, és rögtön látszik, hogy az x = 1 gyök lesz.) p = 21, q = 20 helyettesítéssel a x = 3 q (q ) 2 ( p ) 3 2 + 3 + + q (q ) 2 ( p ) 3 2 3 2 + 2 3 képletbe azt kapjuk, hogy x = 3 10 + 243 + 3 10 243 A négyzetgyök alatt negatív! Meg lehet-e menteni a megoldóképletet?

Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 5. Harmadfokú egyenlet x = 3 10 + 243 + 3 10 243 Formálisan számolva, a ( 3) 2 = 3 feltétellel: 10 + 243 = 10 + 9 3 = 2 3 + 3 2 2 3 + 3 2( 3) 2 + ( 3) 3 = (2 + 3) 3. Hasonlóan 10 243 = (2 3) 3. Ezzel a megoldás: x = (2 + 3) + (2 3) = 4. Felmerülő kérdések Számolhatunk-e 3-mal formálisan? Miért épp így kell számolni a 10 + 243 értékét? Hova tűnt az x = 1 megoldás? Mi a harmadik gyöke az egyenletnek?

Számfogalom bővítése Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 6. Természetes számok: N = {0, 1, 2,... } Nincs olyan x N természetes szám, melyre x + 2 = 1! N halmazon a kivonás nem értelmezett! Egész számok: Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,... } A kivonás elvégezhető: x = 1. Nincs olyan x Z egész szám, melyre x 2 = 1! Z halmazon az osztás nem értelmezett! { } Racionális számok: Q = p q : p, q Z, q 0 Az osztás elvégezhető : x = 1 2. Nincs olyan x Q racionális szám, melyre x 2 = 2! Q halmazon a négyzetgyökvonás nem (mindig) elvégezhető! Valós számok: R. Nincs olyan x R valós szám, melyre x 2 = 1! U.i.: Ha x 0, akkor x 2 0. Ha x < 0, akkor x 2 = ( x) 2 > 0.

Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 7. Számfogalom bővítése Komplex számok körében az x 2 = 1 egyenlet megoldható! Komplex számok alkalmazása: egyenletek megoldása; geometria; fizika (áramlástan, kvantummechanika, relativitáselmélet); grafika, kvantumszámítógépek. Komplex számok bevezetése Legyen i az x 2 = 1 egyenlet megoldása. A szokásos számolási szabályok szerint számoljunk az i szimbólummal formálisan, i 2 = 1 helyettesítéssel: Általában: (1 + i) 2 = 1 + 2i + i 2 = 1 + 2i + ( 1) = 2i. (a + bi)(c + di) = ac bd + (ad + bc)i.

Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 8. A komplex számok definíciója Definíció Az a + bi alakú kifejezéseket, ahol a, b R, komplex számoknak (C) hívjuk, az ilyen formában való feĺırásukat algebrai alaknak nevezzük. Összeadás: (a + bi) + (c + di) = a + c + (b + d)i. Szorzás: (a + bi)(c + di) = ac bd + (ad + bc)i. A z = a + bi C (a, b R) komplex szám valós része: Re(z) = a R. A z = a + bi C (a, b R) komplex szám képzetes része: Im(z) = b R. Figyelem! Im(z) bi Az a + 0 i alakú komplex számok a valós számok. A 0 + bi alakú komplex számok a tisztán képzetes számok. Az a + bi és a c + di algebrai alakban megadott komplex számok pontosan akkor egyenlőek: a + bi = c + di, ha a = c és b = d.

Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 9. A komplex számok definíciója Megjegyzés A komplex számok alternatív definíciója: (a, b) R R párok halmaza, ahol az összeadás: (a, b) + (c, d) = (a + c, d + b); a szorzás: (a, b) (c, d) = (ac bd, ad + bc). A két definíció ekvivalens: i (0, 1). Az a + bi formátum kényelmesebb számoláshoz. Az (a, b) formátum kényelmesebb ábrázoláshoz (grafikusan, számítógépen). További formális számokra nincs szükség: Tétel(Algebra alaptétele, NB) Ha n > 0, a 0,..., a n C, a n 0, akkor minden a 0 + a 1 x + a 2 x 2 +... + a n x n kifejezés esetén létezik olyan z C komplex szám, hogy a 0 + a 1 z + a 2 z 2 +... + a n z n = 0.

Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 10. Számolás komplex számokkal Definíció Egy x szám ellentettje az az ˆx szám, melyre x + ˆx = 0. Egy r R szám ellentettje: r. Álĺıtás (HF) Egy z = a + bi C algebrai alakban megadott komplex szám ellentettje a z = a bi algebrai alakban megadott komplex szám. Definíció Egy z = a + bi C algebrai alakban megadott komplex szám abszolút értéke: z = a + bi = a 2 + b 2. Valós számok esetében ez a hagyományos abszolút érték: a = a 2. Álĺıtás(HF) z = a + bi 0, z = a + bi = 0 z = a + bi = 0.

Számolás komplex számokkal Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 11. Definíció Egy x szám reciproka az az ˆx szám, melyre x ˆx = 1. 1 Egy r R \ {0} szám reciproka: r. Mi lesz 1 1+i? Ötlet: gyöktelenítés, konjugálttal való bővítés: 1 1 + 2 = 1 1 + 2 1 2 1 2 = 1 2 (1 + 2)(1 2) = 1 2 1 2 ( 2) 2 Hasonlóan: = 1 2 1 2 = 1 + 2. 1 1 + i = 1 1 i 1 + i 1 i = 1 i (1 + i)(1 i) = 1 i 1 2 i 2 = 1 i 1 ( 1) = 1 i 2 = 1 2 1 2 i.

Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 12. Számolás komplex számokkal Definíció Egy z = a + bi algebrai alakban megadott komplex szám konjugáltja a z = a + bi = a bi szám. Álĺıtás(HF) Egy z 0 komplex szám reciproka 1 z = z z z. A definíció értelmes, hiszen a nevező: z z = (a + bi)(a bi) = a 2 (bi) 2 = a 2 + b 2 = z 2. Nullosztómentesség: z w = 0 z = 0 vagy w = 0. Két komplex szám hányadosa: z w = z 1 w.

Számolás komplex számokkal Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 13. Tétel (HF) 1 z = z; 2 z + w = z + w; 3 z w = z w; 4 z + z = 2 Re(z); 5 z z = 2 Im(z) i; 6 z z = z 2 ; 7 z 0 esetén z 1 = z z 2 ; 8 0 = 0 és z 0 esetén z > 0; 9 z = z ; 10 z w = z w ; 11 z + w z + w (háromszög egyenlőtlenség).

Számolás komplex számokkal Diszkrét matematika 1. középszint 2017. ősz 14. Tétel(HF). z w = z w ;. Bizonyítás z w 2 = z w z w = z w z w = z z w w = z 2 w 2 = ( z w ) 2.