מתמטיקה תיכונית/אלגברה תיכונית/מספרים מרוכבים/המישור המרוכב וההצגה הקוטבית: הבדלים בין גרסאות בדף

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
אין תקציר עריכה
אין תקציר עריכה
שורה 1:
 
==ההצגה הקוטבית/פולרית/טריגונומטרית==
[[קובץ:ParameterizedCircle-2.svg|ממוזער]]
ישנה דרך נוספת להציג מספר מרוכב על מישור. מישור זה נקרא "המישור של גאוס" והוא למעשה מישור המונח על צירי מעגל היחידה. אם נחבר נקודה עם קו ישר (רדיוס) אל ראשית הצירים נקבל זווית ('''ארגומנט''') הנוצרת בין הרדיוס לציר ה-<math>x</math> עם כיוון השעון. באופן כזה מוצגת הנקודה בהצגה הקוטבית כך, <math>(r,\theta)</math>
 
נציג את המספר המרוכב <math>z=a+ bi</math> באמצעות ייצוג טריגונומטרי של <math>x, y </math> :
כבר ראינו כי ניתן לראות כל מספר מרוכב כנקודה במישור. אנו נוהגים לתאר נקודות במישור באמצעות קואורדינאטות שנקראות '''קרטזיות''' (על שם הפילוסוף והמתמטיקאי רנה דקארט שהמציא אותן) שמורכבת משני מספרים: קואורדינאטת <math>x</math> וקואורדינאטת <math>y</math> , שמתארות את המרחק מראשית הצירים שאנו הולכים במקביל לציר <math>y</math> ובמקביל לציר <math>x</math> כדי להגיע עד לנקודה.
<math>y=r*sin\theta</math> וה-<math>x=r*cos\theta</math>.
 
מאחר שהנקודה שלנו נמצאת על מעגל היחידה יש לה מספר זוויות המתאימות לה. לדוגמה אם המספר המרוכב מתאים ל-<math>\frac \pi{3}</math> אז גם כל הזוויות <math>\frac \pi{3}+2\pi k</math> ולכן הייצוג הנכון לערכי ה-<math>x, y </math> הינם <math>y=r*sin\theta</math> ו-<math>x=r*cos\theta</math>.
ישנה דרך נוספת לתאר נקודה, ולכן דרך נוספת לתאר מספר מרוכב. בחלק זה נראה את הדרך הזו.
 
אם כן הייצוג הטריגונומטרי של המספר המרוכב הינו <math>z=r*(cos\theta+2\pi k), i(sin(\theta+2\pi k)</math> (לעיתים מקצרים וכותבים <math>z=r*cis \theta+2\pi k)</math>)
נביט בנקודה כלשהי במישור ונחבר אותה עם קו ישר אל ראשית הצירים. נסתכל על הקו שקיבלנו. יש לו שתי תכונות ברורות: ראשית, יש לו אורך מסוים. שנית, הוא יוצר זוית עם ציר <math>x</math> .למעשה הוא יוצר '''שתי''' זויות עם ציר <math>x</math> , שמשלימות זו את זו ל- 360 מעלות. לכן די בידיעה של אחת מהזויות כדי לדעת מהי הזוית השניה. נבחר תמיד את הזוית שהישר יוצר עם הכיוון החיובי של ציר <math>x</math> - כלומר, את הזוית שמתקבלת אם "מסובבים" את הישר עם כיוון השעון עד שהוא נח על ציר <math>x</math> ופונה ימינה.
 
מאחר שערך הרדיוס מייצג מרחק בערך קבוע ערכו בייצוג זה תמיד חיובי.
מכאן שאם נדע אורך של ישר ואת הזוית שהוא יוצר עם הכיוון החיובי של ציר <math>x</math> , נוכל לתאר במדויק את אותו ישר, ולכן גם את הנקודה שבקצהו. לכן במקום לתאר נקודה עם קואורדינאטות קרטזיות ניתן לתאר אותה באמצעות אורך וזוית, וזוהי בדיוק מהות ההצגה הקוטבית.
 
===מעבר בין ההצגות הקרטזית והקוטבית===
נניח שנתון לנו מספר מרוכב <math>a+bi</math> , כלומר הקואורדינאטות הקרטזיות שלו במישור המרוכב הן <math>(a,b)</math> . אנחנו רוצים לדעת מהי ההצגה הקוטבית שלו. כיצד נמצא אותה?