nombor kompleks

19
BAB 6 : NOMBOR KOMPLEKS Matematik II (B 2001) POLITEKNIK PORT DICKSON JABATAN MATEMATIK SAINS DAN KOMPUTER NOMBOR KOMPLEKS Nombor Kompleks ialah nombor yang berbentuk a + ib di mana a dan b adalah nombor nyata terdiri drpd bahagian nyata (a) dan bahagian khayal (ib) Secara amnya, Contoh : 1. = = = 3i 2. = = = 5 i PERLU INGAT !!! i 2 = -1 (-1) nombor genap = 1 (-1) nombor ganjil = -1 Contoh : a. i 8 = i 2 (4) = (-1) = 1 b. i 15 = i 2(7) i = (-1) 7 i = (-1) i = -i c. 3i 34 - i 13 = 3i 2(17) - i 2(6) i = 3 (-1) 17 - (-1) 6 i = 3 (-1) – 1 i = -3 - i d. –2i 3 + 2 i 18 - 3 i 51 June/JMSK/PPD/750621 1

Upload: muniswari-nyanassegren

Post on 01-Oct-2015

48 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

cara penyelesaian nombor kompleks

TRANSCRIPT

POLITEKNIK PORT DICKSON

BAB 6 : NOMBOR KOMPLEKSMatematik II (B 2001)

POLITEKNIK PORT DICKSON

JABATAN MATEMATIK SAINS DAN KOMPUTER

NOMBOR KOMPLEKSNombor Kompleks ialah nombor yang berbentuk a + ib di mana a dan b adalah nombor nyata terdiri drpd bahagian nyata (a) dan bahagian khayal (ib)Secara amnya,

Contoh :

1. = = = 3i

2. = = = 5 i

PERLU INGAT !!! i2 = -1

(-1)nombor genap = 1

(-1)nombor ganjil = -1

Contoh :a.i 8 = i 2 (4) = (-1) = 1

b.i 15 = i 2(7) i = (-1) 7 i = (-1) i = -i

c.3i34 - i13

= 3i2(17) - i2(6) i

= 3 (-1)17 - (-1)6 i

= 3 (-1) 1 i

= -3 - i

d.2i3 + 2 i18 - 3 i51

= -2 i2 i + 2 i2(9) - 3 i2(25) i

= -2 (-1) i + 2 (-1) 9 - 3 (-1) 25 i

= 2 i + 2 (-1) 3 (-1) i

= 2 i 2 +3 i

= 5 i 2CONTOH SOALAN :1. Ringkaskan kuasa bagi i yang berikut:

a. i7

b. i 12

c. i 20

d i 36

e. 7i 56 i 3 6

f. 8i 59 + 5i 972. Permudahkan bentuk nombor-nombor berikut:

a.

c.

b.

d.

Penambahan & Penolakan Nombor Kompleks

Jika z = x + yi dan w = u + vi

Maka, z + w = ( x + yi ) + ( u + vi )

= ( x + u ) + ( yi + vi )

z w = ( x + yi ) - ( u + vi )

= ( x - u ) + ( yi - vi )

CONTOH :a)( 3 + 4i ) + ( 5 + 6i )= ( 3 + 5 ) + ( 4i + 6i)

= 8 + 10i

b)( 5 + 3i ) ( 8 + 2i )= ( 5 8 ) + ( 3i 2i )

= -3 + i

c)( 7 + 5i ) + ( 2 3i )= ( 7 + 2 ) + ( 5i + (3i) )

= ( 7 + 2 ) + ( 5i 3i )

= 9 + 2i

d)( 4 2i ) ( 2 3i )= ( 4 2 ) + ( -2i (-3i) )= ( 4 2 ) + ( -2i + 3i )

= 2 + i

Pendaraban Nombor Kompleks

Jika z = a + bi dan w = p + qi

Maka, z + w = ( a + bi ) x ( p + qi )

= (a x p) + (a x qi) + (bi x p) + (bi x qi)

= ap + aqi + pbi + bqi2 = ap + aqi + pbi + bq(-1)

= ap + aqi + pbi bq

= (ap-bq) + (aq+pb)i

CONTOH :a)Jika z = 3 + 4i dan w = 2 3i

maka zw = ( 3 + 4i ) ( 2 3i )

= ( 3 x 2 ) + ( 3 x (-3i) ) + ( 4i x 2 ) + ( 4i x (-3i) )

= 6 + (-9i) + 8i +( -12i2 )

= 6 + ( -i ) 12(-1)

= 6 i +12

= 18 i

b)Jika z = 4 + i dan w = 3 + 2i

maka zw = ( 4 + i ) ( 3 + 2i )

= ( 4 x 3 ) + ( 4 x 2i ) + ( i x 3 ) + ( i x 2i )

= 12 + 8i + 3i + 2i2

= 12 + 11i + 2(-1)

= 12 + 11i - 2

= 10 + 11i

Pembahagian Nombor Kompleks

Bagi proses pembahagian, perlu gunakan konjugat supaya penyebut jadi nombor nyata

Contoh : 1.

2.

Kesamaan Nombor Kompleks Katakan z = x + yi dan w = u + vi

Jika z = w, ( x + yi = u + vi

maka, x = u dan yi = vi

Contoh:Diberi 3 2i = ( p + qi )( 5 + i ). Carikan nilai p dan q.( p + qi )( 5 + i ) = 5p + pi + 5qi + qi2 = 5p + pi + 5qi + q(-1)

= 5p + pi + 5qi q

= ( 5p q ) + ( p + 5q )i

MAKA, x = u dan y = v 3 = 5p q

q = 5p 3

q = 5( -5q 2 )- 3

q = -25q 10 3

26q = -13

-2 = p + 5q p = -5q 2

CONTOH SOALAN : 1. Ungkapkan yang berikut dalam bentuk a + ib

a. 3 +

b. 2 +

c. 8 -

2. Ringkaskan setiap yang berikut:

a. ( 3 + 4i) + ( 5 2i)

b. ( 7 + 6i) ( -4 3i)

3. Ungkapkan yang berikut dalam bentuk a + ib:

a.

b.

4. Dalam setiap kes berikut, cari nilai x dan y.

a. x + iy = ( 3 + i )(2 3i) b. ( x + iy ) ( -2 + 7i ) = -11 4i

c. x + iy =

RAJAH ARGAND

MODULUS z (

HUJAH z (

CONTOH :

Cari modulus dan hujah bagi setiap nombor kompleks berikut

a)1 i

(z ( =

=

Huj z = tan 1 (-1/1)

= tan 1( -1)

= - 45 ( = 360 - 45

b)3 + 4i

(z ( = = = 5

Huj z = tan 1 (4/-3)

= -53( 8( = 180 - 53( 8( = 126( 52

CONTOH SOALAN :Cari modulus dan hujah bagi setiap nombor kompleks berikut:a)1 3ib)1 + 2i

c)3 5id)-5 + 12i

e)-7 4if)6 + (-2i)

PENAMBAHAN dan PENOLAKAN RAJAH ARGAND

Langkah-langkah :

1. Buatkan penambahan atau penolakan kepada nombor kompleks dulu

2. Dari hasil penambahan atau penolakan td, baru plotkan rajah argand.

3. Then tandakan hasil yg br td pd graf.

CONTOH :Tunjukkan pada Rajah Argand, garis-garis yang mewakili nombor kompleks berikut kemudian dapatkan modulus dan hujah bagi setiap satunya:

Z1 = 2 + 4iZ2 = -3 + 2i

Z3 = -5 3iZ4 = 3 - 5i

a) Z1 , Z2 , Z3 , Z4 b)Z1 + Z2= ( 2 + 4i) + ( -3 + 2i )= ( 2 + (-3) ) + ( 4i + 2i)

= -1 + 6i

c)Z2 + Z3= ( -3 + 2i ) + ( -5 3i )

= ( -3 + (-5) ) + ( 2i + (-3i) )

= -8 - i

d)Z1 - Z3

= ( 2 + 4i) - ( -5 3i) )

= ( 2 - (-5) ) + ( 4i (-3i) )

= 7 + 7i

e)Z3 - Z4= ( -5 3i) ( 3 - 5i )= ( -5 3 ) + ( -3i (-5i) )

= -8 + 2i

f)Z2 - Z3

= ( -3 + 2i ) ( -5 3i )

= ( -3 (-5) ) + ( 2i ( -3i) )

= 2 + 5i

g)Z2 - Z4 = ( -3 + 2i ) ( 3 - 5i )

= ( -3 3 ) + ( 2i ( -5i) )

= -6 + 7i

h)Z1 + Z4

= ( 2 + 4i) + ( 3 - 5i )

= ( 2 + 3 ) + ( 4i + (-5i) )

= 5 - i

i)Z1 - Z2 = ( 2 + 4i) - ( -3 + 2i )

= ( 2 - (-3) ) + ( 4i - 2i )

= 5 + 2i

RAJAH ARGANDMODULUS dan HUJAHSoalanModulusHujahRajah Argand

a)Z1 = 2 + 4i(z ( =

=

= 4.47

Huj z = tan 1 (4/2)

= 63( 26

EMBED Equation.3 = 63( 26

Z2 = -3 + 2i(z ( =

=

= 3.61

Huj z = tan 1 (2/-3)

= -33( 41

EMBED Equation.3 = 180 - 33( 41

= 146 19

Z3 = -5 3i(z ( =

=

= 5.83

Huj z = tan 1 (-3/-5)

= 30( 57

EMBED Equation.3 = 180 + 30( 57

= 210 57

Z4 = 3 - 5i(z ( =

=

= 5.83

Huj z = tan 1 (-5/3)

= -59( 2

EMBED Equation.3 = 360 - 59( 2

= 300 58

b)-1 + 6i(z ( =

=

= 6.08

Huj z = tan 1 (6/1)

= 80( 32

c)-8 - i(z ( =

=

= 8.06

Huj z = tan 1 (-1/-8)

= 7( 7

EMBED Equation.3 = 180 + 7( 7

= 187 7

d)7 + 7i(z ( =

=

= 9.90

Huj z = tan 1 (7/7)

= 45

EMBED Equation.3 = 45

e)-8 + 2i(z ( =

=

= 8.25

Huj z = tan 1 (2/-8)

= -14 2

EMBED Equation.3 = 180 - 14 2

= 165 58

f)2 + 5i(z ( =

=

= 5.39

Huj z = tan 1 (5/2)

= 68 11

EMBED Equation.3 = 68 11

g)-6 + 7i(z ( =

=

= 9.22

Huj z = tan 1 (7/-6)

= -49 23

EMBED Equation.3 = 180 - 49 23

= 130 37

h)5 - i(z ( =

=

= 5.10

Huj z = tan 1 (-1/5)

= -11 18

EMBED Equation.3 = 360 - 11 18

= 348 42

i)5 + 2i(z ( =

=

= 5.39

Huj z = tan 1 (2/5)

= 21 48

EMBED Equation.3 = 21 48

CONTOH SOALAN :Tunjukkan pada Rajah Argand, garis-garis yang mewakili nombor kompleks berikut kemudian dapatkan modulus dan hujah bagi setiap satunya:

Z1 = -3 + 5iZ2 = 5 - 3i

Z3 = -2 2iZ4 = 6 + 3i

a)Z1 , Z2 , Z3 , Z4b)Z1 + Z2

c)Z2 + Z3d)Z1 - Z3

e)Z3 - Z4f)Z2 - Z3

g)Z2 - Z4 h)Z1 + Z4

i)Z1 - Z2 j)Z1 - Z4

BENTUK-BENTUK NOMBOR KOMPLEKS

a)Bentuk Cartesian(a + bi

b)Bentuk Trigonometri(|z| ( kos + i sin )

R ( kos + i sin )

c)Bentuk Kutub (Polar)(|z|

R

d)Bentuk Eksponen(Rej ( dlm bacaan radian)

CONTOH :

1. Tukarkan nombor kompleks z = -5 + 2i ke dalam bentuk Trigonometri, Kutub dan Eksponen.PENYELESAIAN :a)Lakar rajah Argand untuk pastikan kedudukannya

b)Modulus zR = (z( =

= = 5.39

c)Hujah zHuj z = = tan 1

= tan 1

= tan 1 ( -0.4)

= 21.8( atau 0.38 rad

Maka = 180 - 21.8 = 158.2

d)Bentuk kutub|z| atau R 5.39 158.2

e)Bentuk eksponenRej=5.39ei0.38

f)Bentuk trigonometri|z| ( kos + i sin ) atau

R ( kos + i sin )

=5.39 ( kos 158.2 + i sin 158.2 )

2. Tukarkan nombor kompleks z = 2.5 ( kos 189( + i sin 189 ( ) ke dalam bentuk Cartesian, Kutub dan EksponenPENYELESAIAN :dapatkan nilai kos 189( dan sin 189( melalui kalkulator

( kos 189( = - 0.988

( sin 189( = - 0.156

a)Bentuk cartesian a + bi

= 2.5 ( ( - 0.988 ) + i(- 0.156 ) )

= - 2.47 - 0.39i

b)Bentuk eksponenRej = 0.157 rad

=2.5ei0.157

c)Bentuk kutub|z| atau R 2.5 189

CONTOH SOALAN :1. Tukarkan nombor kompleks berikut ke dalam bentuk Cartesian, Kutub

dan Eksponen.

a. z = 4 ( kos 54 + i sin 54 )b. z = 15 ( kos 200 + i sin 200 )

c. z = 3.5 ( kos 175 + i sin 175 )

d. z = 5 ( kos 250 + i sin 250 )

2. Tukarkan nombor kompleks berikut ke bentuk Trigonometri, Kutub dan Eksponen.

a. 3 + 3i

b. 5 + 2i

c. 3 3i

d. 5 2i

TEOREM DE MOIVRE

( a + bi )n = |z|n ( kos n + i sin n )

CONTOH :

1. Ungkapkan dalam dalam sebutan kos n( dan sin n(:a)( kos ( - i sin ( )4 b)

= kos 4 ( - i sin 4 (

= ( kos 2( - i sin 2( )-1

= kos (-2() - i sin (-2()

= - kos 2( - i sin 2(

2. Dapatkan nilai bagi

a)(8 5i )3

PENYELESAIAN :

i)Modulus zR = ( z (

ii)Hujah zHujah z = 360( tan 1 ( 5/8 )

= 360( 32(

= 328(

iii)( 8 5i = 9.43 ( kos 328( + i sin 328( )

iv)Menggunakan Teorem De Moivre

( a + bi )n = |z|n ( kos n + i sin n )

MAKA :( 8 5i )3 = 9.43 3 ( kos 3(328() + i sin 3 (328() ]

= 838.56 ( kos 984( + i sin 984( )

= 838.56 ( kos ( 984( - 720( ) + i sin ( 984(- 720( )( = 838.56 ( kos 264( + i sin 264( )

b)( -5 + 2i )1/4

PENYELESAIAN :

i)Modulus zR = ( z (

ii)Hujah zHujah z = 180( tan 1 ( -5/2 )

= 180( 68( = 112(

iii)( -5 + 2i = 5.39 ( kos 112( + i sin 112( )

iv)Menggunakan Teorem De Moivre

( a + bi )n = |z|n ( kos n ( + 360K ) + i sin n ( + 360K ) )

MAKA :( -5 + 2i )1/4

= 5.391/4 (kos (158.2(+ 360k )/4 + i sin ( 158.2( + 360k)/4 ( = 1.52 (kos (158.2(+ 360k )/4 + i sin ( 158.2( + 360k)/4 (

Sekarang perlu selesaikan nilai k tersebut ( mulakan dengan nilai k = 0 sehingga jumlah ( + 360k) tidak melebihi 360

Bagi k = 0

( -5 + 2i )1/4 = 1.52 (kos 39.6(+ i sin 39.6()

Bagi k = 1

( -5 + 2i )1/4

= 1.52 (kos (158.2(+ 360( )/4 + i sin ( 158.2( + 360( )/4 (= 1.52 ( kos 129.6( + i sin 129.6()

Bagi k = 2

( -5 + 2i )1/4

= 1.52 (kos (158.2(+ 720( )/4 + i sin ( 158.2( + 720()/4 (= 1.52 ( kos 219.6( + i sin 219.6()

Bagi k = 3

( -5 + 2i )1/4

= 1.52 (kos (158.2(+ 1080( )/4 + i sin ( 158.2( + 1080()/4 (= 1.52 ( kos 309.6( + i sin 309.6()

Bagi k = 4

( -5 + 2i )1/4

= 1.52 (kos (158.2(+1440( )/4 + i sin ( 158.2( + 1440()/4 (= 1.52 ( kos 399.6( + i sin 399.6()

Bila k = 4, jawapan tidak diterima kerana hujah telah melebihi 360(

CONTOH SOALAN :1. Dapatkan nilai bagi.

a) ( 3 + 3i )

b) ( 5 + 2i )3

c) ( 3 3i )1/4

d) ( 5 2i )5

x

y

x

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

x

x

y

EMBED Equation.3

y

x

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Sudut dr asalan paksi-x

tan ve di sukuan

2 & 4

r

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

y

x

x

y

x

r

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Nombor nyata

Jika z = a + bi dan w = a bi

Maka, zw = ( a + bi ) ( a bi )

= a2 abi + abi b2i2

= a2 b2i2

= a2 b2(-1)

= a2 (-b2)

= a2 + b2

Oleh itu, w dikenali sbg konjugat kompleks bagi z

Jika z = a + bi, konjugat bagi z ialah

z* = a bi

zz* = a2 + b2

v

u

y

x

+ 360k

Jika kuasanya ialah punca kuasa atau kuasa pecahan

paksi nyata

Hujah z

Modulus z

r

EMBED Equation.3

Mewakili nombor kompleks

z = x + yi

P ( x, -y )

P ( x, y )

paksi nyata

paksi khayal

x

y

Bahagian nyata

Bahagian khayal

Saling memusnahkan

a2 + b2

Kembangkan ungkapan

Nombor kompleks tambah

nombor kompleks

Nombor nayata tambah

nombor nyata

Nombor nayata tolak

nombor nyata

Nombor kompleks tolak

nombor kompleks

x

EMBED Equation.3

x

y

y

x

y

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

y

x

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

y

x

EMBED Equation.3

x

y

y

x

EMBED Equation.3

x

y

-5 + 2i terletak di sukuan 2

(hujah dibaca sebagai 180 - (

8 - 5i terletak di sukuan 4

(hujah dibaca sebagai 360 - (

984 lebih drpd 2 pusingan maka kena tolakkan 2 pusingan penuh ( 2 x 360)

June/JMSK/PPD/7506211

_1185341296.unknown

_1185350978.unknown

_1185352224.unknown

_1185352635.unknown

_1185365860.unknown

_1185367355.unknown

_1185367873.unknown

_1185625952.unknown

_1185625972.unknown

_1185367836.unknown

_1185365876.unknown

_1185365707.unknown

_1185365718.unknown

_1185352647.unknown

_1185352413.unknown

_1185352428.unknown

_1185352239.unknown

_1185351532.unknown

_1185352013.unknown

_1185352035.unknown

_1185351544.unknown

_1185351146.unknown

_1185351169.unknown

_1185350979.unknown

_1185346610.unknown

_1185349510.unknown

_1185350006.unknown

_1185350098.unknown

_1185349658.unknown

_1185348140.unknown

_1185349492.unknown

_1185348114.unknown

_1185346622.unknown

_1185346699.unknown

_1185341776.unknown

_1185342431.unknown

_1185342443.unknown

_1185342091.unknown

_1185342123.unknown

_1185341794.unknown

_1185341345.unknown

_1185341724.unknown

_1185341305.unknown

_1185281252.unknown

_1185340944.unknown

_1185341265.unknown

_1185341286.unknown

_1185341275.unknown

_1185340977.unknown

_1185340895.unknown

_1185340920.unknown

_1185282459.unknown

_1185282604.unknown

_1185281264.unknown

_1185278027.unknown

_1185278048.unknown

_1185278058.unknown

_1185278037.unknown

_1185270613.unknown

_1185277669.unknown

_1185278005.unknown

_1185278015.unknown

_1185277986.unknown

_1185271002.unknown

_1185276318.unknown

_1185270733.unknown

_1185269181.unknown

_1185269208.unknown

_1185267245.unknown