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Forum "Uni-Analysis-Komplexe Zahlen" - Ausdrücke vereinfachen
Ausdrücke vereinfachen < Komplexe Zahlen < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Ausdrücke vereinfachen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:21 Di 27.03.2012
Autor: sahnepudding

Aufgabe
Der folgende Ausdruck soll vereinfacht werden:

z = [mm] \bruch{1+\bruch{1}{i}}{1+\bruch{1}{i^3}} [/mm]

Hallo,
Ich versuche mal aufzuschreiben wie weit ich hier komme.
Vielleicht kann mir dann Jemand weiterhelfen.

Die erste Umformung ist klar: [mm] \bruch{1-i}{1+i} [/mm]

Um den Ausdruck weiter zu vereinfachen habe ich die Regel zur Division angewandt:

[mm] \bruch{a1*a2+b1*b2+(b1*a2-a1*b2)*i}{a2^2+b2^2} [/mm]

Bei mir sieht das dann so aus:  

[mm] \bruch{1*1+(-i)*i+((-i)*1-1i)*i}{1^2+(-i^2)} [/mm]

Wenn ich im Zähler zusammenzähle bekomme ich: 1+1+2 = 4
Und im Nenner: 1+1 = 2  => 4/2
= 2  Als Endergebnis.

Irgendetwas habe ich aber falsch gemacht.
Ist das überhaupt die richtige Vorgehensweise?


Grüße

Sahnepudding



        
Bezug
Ausdrücke vereinfachen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:32 Di 27.03.2012
Autor: schachuzipus

Hallo sahnepudding,


> Der folgende Ausdruck soll vereinfacht werden:
>
> z = [mm]\bruch{1+\bruch{1}{i}}{1+\bruch{1}{i^3}}[/mm]
>  Hallo,
> Ich versuche mal aufzuschreiben wie weit ich hier komme.
>  Vielleicht kann mir dann Jemand weiterhelfen.
>  
> Die erste Umformung ist klar: [mm]\bruch{1-i}{1+i}[/mm]

Passt, ich habe es in anderer Darstellung:

[mm]z=\frac{i+1}{i-1}[/mm]

>  
> Um den Ausdruck weiter zu vereinfachen habe ich die Regel
> zur Division angewandt:

Ja, erweitern mit dem komplex Konjugierten des Nenners macht denselben reell, und du bekommst eine Darstellung [mm]z=x+iy[/mm]

>
> [mm]\bruch{a1*a2+b1*b2+(b1*a2-a1*b2)*i}{a2^2+b2^2}[/mm]

Ach du Heiliger, wer merkt sich denn sowas? ;-)

>  
> Bei mir sieht das dann so aus:  
>
> [mm]\bruch{1*1+(-i)*i+((-i)*1-1i)*i}{1^2+(-i^2)}[/mm]
>  
> Wenn ich im Zähler zusammenzähle bekomme ich: 1+1+2 = 4
>  Und im Nenner: 1+1 = 2  => 4/2

> = 2  Als Endergebnis.
>  
> Irgendetwas habe ich aber falsch gemacht.
>  Ist das überhaupt die richtige Vorgehensweise?

Nun, in deiner Version, also bei [mm]z=\frac{1-i}{1+i}[/mm] müsstest du mit [mm]\overline{1+i}=1-i[/mm] erweitern und hättest

[mm]z=\frac{(1-i)(1-i)}{2}=\frac{\red{-}2i}{2}=\red{-}i=0\red{-}1\cdot{}i[/mm]

In meiner Version,also bei [mm]z=\frac{i+1}{i-1}[/mm] müsste man mit [mm]\overline{i-1}=-1-i[/mm] erweiternn, hätte also

[mm]z=\frac{(i+1)(-1-i)}{2}=\frac{-2i}{2}=-i=0-1\cdot{}i[/mm]

Beides gleich, sieht also stimmig aus ...


>
>
> Grüße
>  
> Sahnepudding
>  
>  

Gruß

schachuzipus


Bezug
                
Bezug
Ausdrücke vereinfachen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:44 Di 27.03.2012
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

hatte in meiner ersten Antwort etwas verdreht ...

Hab's editiert ....

Gruß

schachuzipus


Bezug
                        
Bezug
Ausdrücke vereinfachen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:52 Di 27.03.2012
Autor: sahnepudding

Danke für die Antwort + Verbesserung.
Jetzt habe ich es verstanden.

Grüße

Bezug
        
Bezug
Ausdrücke vereinfachen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:12 Di 27.03.2012
Autor: sahnepudding

Aufgabe
Zu bestimmen ist:   z = (1 + i)^(−5)

Hallo,
Ich schreibe die nächste Frage hier rein, weil ich glaube, dass es auch wieder ums komplex konjugierte erweitern geht.
Den Taschenrechner soll ich, soweit ich weiß dafür nicht benutzen.

z = (1 + i)^(−5)

=> [mm] \bruch{1}{(1+i)^5} [/mm]    

Eigentlich weiß ich ab dieser Stelle schon nicht  mehr wie ich weiter machen könnte. Die Informationen, die ich dazu gefunden habe beziehen sich immer auf die Eulersche Form, mit der ich ohne Taschenrechner nichts anfangen kann.

Es geht aber auch anders oder?

Über einen Tipp, wie ich weitermachen soll wäre sehr froh!


Grüße

Bezug
                
Bezug
Ausdrücke vereinfachen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:25 Di 27.03.2012
Autor: angela.h.b.


> Zu bestimmen ist:   z = (1 + i)^(−5)
>  Hallo,
>  Ich schreibe die nächste Frage hier rein, weil ich
> glaube, dass es auch wieder ums komplex konjugierte
> erweitern geht.
>  Den Taschenrechner soll ich, soweit ich weiß dafür nicht
> benutzen.
>  
> z = (1 + i)^(−5)
>  

[mm] >\red{ =>}[/mm]  [mm]\bruch{1}{(1+i)^5}[/mm]    

Hallo,

das [mm] \red{ =>} [/mm] ist ganz furchtbar. Da muß ein Gleichheitszeichen hin.

Ja, auch hier kommst Du weiter, indem Du mit dem Komplex-Konjugierten erweiterst.


Für jedes (1+i) im Nenner erweiterst Du mit (1-i).

Was bekommst Du?

LG Angela


Bezug
                        
Bezug
Ausdrücke vereinfachen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:02 Di 27.03.2012
Autor: sahnepudding

Ich verstehe es immernoch nicht ganz.
Wenn ich (1+i) mit (1-i) erweitere bekomme ich " 2 " heraus bzw. [mm] 1^2 [/mm] + [mm] i^2 [/mm]

das habe ich jetzt 4-mal wiederholt, also hätte ich  [mm] -\bruch{1}{8} [/mm]
Wie bekomme ich jetzt den Imaginärteil?
Ich stell' mich gerade sehr blöd an, sorry. Aber ich sitze auch schon seit heute Mittag dran.



Bezug
                                
Bezug
Ausdrücke vereinfachen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:12 Di 27.03.2012
Autor: angela.h.b.

Hallo,

> Ich verstehe es immernoch nicht ganz.
>  Wenn ich (1+i) mit (1-i) erweitere bekomme ich " 2 "
> heraus

Ja. (1+i)*(1-i)=2.


> bzw. [mm]1^2[/mm] + [mm]i^2[/mm]

Nein. [mm] (1+i)*(1-i)\not=1+i^2. [/mm]

>  
> das habe ich jetzt 4-mal wiederholt, also hätte ich  
> [mm]-\bruch{1}{8}[/mm]

Ich verstehe nicht, wie Du auf das Ergebnis kommst.

Im Nenner hast Du doch dann [mm] [(x+1)(x-1)]^5, [/mm]
und was hast Du im Zähler gemacht?
Dir ist klar, daß man beim Erweitern in Zähler und Nenner multipliziert?

Schreib mal vollständige Gleichungen mit Gleichheitszeichen, statt Erzählungen über das, was Du rechnest. So kann man gezielter helfen.


>  Wie bekomme ich jetzt den Imaginärteil?

Nun, wenn das Ergebnis wirklich wäre (!), daß [mm] \bruch{1}{(1+i)^5}=-\bruch{1}{8}, [/mm] dann wäre [mm] Re(\bruch{1}{(1+i)^5})=-\bruch{1}{8} [/mm] und [mm] Im(\bruch{1}{(1+i)^5})=0. [/mm]

> Ich stell' mich gerade sehr blöd an, sorry. Aber ich sitze
> auch schon seit heute Mittag dran.

Dann mach doch mal 'ne Pause. Oder Schluß.

LG Angela

>  
>  


Bezug
                
Bezug
Ausdrücke vereinfachen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:01 Di 27.03.2012
Autor: HJKweseleit

[mm]\bruch{1}{(1+i)^5}[/mm]  = [mm]\bruch{(1-i)^5}{(1+i)^5(1-i)^5}[/mm] = [mm]\bruch{(1-i)^5}{((1+i)(1-i))^5}[/mm] = [mm]\bruch{(1-i)^5}{2^5}[/mm] [mm] =\bruch{1}{8}(1-i)^5 [/mm]

Jetzt nur noch die Potenz berechnen.      


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