Aufgabe 81
Zwischen Darstellungsformen komplexer Zahlen umrechnen
Stelle die komplexe Zahl z in weiteren 3 Darstellungsformen dar
\(z = \sqrt {65} .{e^{i300^\circ }}\)
1. Teilaufgabe: In der Polarform
2. Teilaufgabe: In kartesicher Darstellung
3. Teilaufgabe: Als Zahlenpaar
Lösungsweg
1. Teilaufgabe:
Polarform:
\(z = \sqrt {65} .{e^{i300^\circ }}\)
Gemäß der Formel für die Umrechnung von komplexen Zahlen in kartesische, trigonometrische und exponentielle bzw. eulersche Darstellung gilt:
\(z = r(\cos \varphi + i\sin \varphi );\)
\(z = r(\cos \varphi + i\sin \varphi );\)
\(z = \sqrt {65} .(\cos 300 + i\sin 300);\)
2. Teilaufgabe:
Kartesische Darstellung
\(z = \sqrt {65} .{e^{i300^\circ }}\)
Gemäß der Formel für die Umrechnung von komplexen Zahlen in kartesische, trigonometrische und exponentielle bzw. eulersche Darstellung gilt:
\(\eqalign{ & mit:\,\,\,z = a + bi \cr & a = r.\cos \varphi ;\,\,\,\,\,b = r.\sin \varphi ; \cr & r = \sqrt {{a^2} + {b^2}} ; \cr}\)
\(\eqalign{ & a = r \cdot \cos \varphi = \sqrt {65} \cdot \cos 300 = \sqrt {65} \cdot 0,5 = 4,031; \cr & b = r \cdot \sin \varphi = \sqrt {65} \cdot \sin 300 = \sqrt {65} \cdot ( - 0,866) = - 6,982; \cr & z = 4,031 - 6,982i; \cr}\)
3. Teilaufgabe:
Zahlenpaar
\(z = \sqrt {65} .{e^{i300^\circ }}\)
Gemäß der Formel für die Umrechnung von komplexen Zahlen in kartesische, trigonometrische und exponentielle bzw. eulersche Darstellung gilt:
\(z = (a\left| b \right.);\)
\(\eqalign{ & a = r.\cos \varphi = \sqrt {65} .\cos 300 = \sqrt {65} .0,5 = 4,031; \cr & b = r.\sin \varphi = \sqrt {65} .\sin 300 = \sqrt {65} .( - 0,866) = - 6,982; \cr & z = (4,031\left| {\,\, - 6,982} \right.); \cr} \)
Ergebnis
Die richtige Lösung lautet
- Für die 1. Teilaufgabe: \(z = \sqrt {65} (\cos 300 + i \cdot \sin 300)\)
- Für die 2. Teilaufgabe: \(z = 4,031 - 6,982i\)
- Für die 3. Teilaufgabe: \(z = (4,031\left| { - 6,982} \right.)\)
Lösungsschlüssel:
Für jede der 3 Teilaufgaben ist dann ein Punkt zu geben, wenn die gewählte Lösung für diese Teilaufgabe sowohl in Real- und Imaginärteil mit der korrekten Lösung übereinstimmt.