Номер 611, страница 233 - гдз по алгебре 11 класс учебник Колягин, Ткачева

Авторы: Колягин Ю. М., Ткачева М. В., Федорова Н. Е., Шабунин М. И.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2014 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: голубой, розовый
ISBN: 978-5-09-087603-2
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации
Популярные ГДЗ в 11 классе
Параграф 2. Комплексно сопряжённые числа. Модуль комплексного числа. Операции вычитания и выделения. Глава 7. Комплексные числа - номер 611, страница 233.
№611 (с. 233)
Условие. №611 (с. 233)
скриншот условия

611. Доказать, что $|z_1 + z_2|^2 + |z_1 - z_2|^2 = 4c^2$, если $|z_1| = |z_2| = c$.
Решение 1. №611 (с. 233)

Решение 2. №611 (с. 233)

Решение 3. №611 (с. 233)
Для доказательства данного тождества воспользуемся свойством квадрата модуля комплексного числа, которое гласит, что для любого комплексного числа $z$ выполняется равенство $|z|^2 = z \cdot \bar{z}$, где $\bar{z}$ — комплексно-сопряжённое число к $z$.
Рассмотрим левую часть доказываемого равенства: $|z_1 + z_2|^2 + |z_1 - z_2|^2$.
Применим указанное свойство к каждому слагаемому в выражении:
$|z_1 + z_2|^2 = (z_1 + z_2) \cdot \overline{(z_1 + z_2)}$
$|z_1 - z_2|^2 = (z_1 - z_2) \cdot \overline{(z_1 - z_2)}$
Далее, используем свойство сопряжения суммы и разности комплексных чисел: $\overline{a \pm b} = \bar{a} \pm \bar{b}$.
$|z_1 + z_2|^2 = (z_1 + z_2)(\bar{z_1} + \bar{z_2})$
$|z_1 - z_2|^2 = (z_1 - z_2)(\bar{z_1} - \bar{z_2})$
Теперь раскроем скобки в каждом из полученных выражений:
$(z_1 + z_2)(\bar{z_1} + \bar{z_2}) = z_1\bar{z_1} + z_1\bar{z_2} + z_2\bar{z_1} + z_2\bar{z_2}$
$(z_1 - z_2)(\bar{z_1} - \bar{z_2}) = z_1\bar{z_1} - z_1\bar{z_2} - z_2\bar{z_1} + z_2\bar{z_2}$
Подставим раскрытые выражения обратно в исходную сумму:
$|z_1 + z_2|^2 + |z_1 - z_2|^2 = (z_1\bar{z_1} + z_1\bar{z_2} + z_2\bar{z_1} + z_2\bar{z_2}) + (z_1\bar{z_1} - z_1\bar{z_2} - z_2\bar{z_1} + z_2\bar{z_2})$
Сгруппируем и сократим подобные члены. Члены $z_1\bar{z_2}$ и $-z_1\bar{z_2}$, а также $z_2\bar{z_1}$ и $-z_2\bar{z_1}$ взаимно уничтожаются:
$|z_1 + z_2|^2 + |z_1 - z_2|^2 = 2z_1\bar{z_1} + 2z_2\bar{z_2} = 2(z_1\bar{z_1} + z_2\bar{z_2})$
Теперь вернемся к представлению $z\bar{z} = |z|^2$:
$2(|z_1|^2 + |z_2|^2)$
По условию задачи нам дано, что $|z_1| = |z_2| = c$. Подставим это значение в полученное выражение:
$2(c^2 + c^2) = 2(2c^2) = 4c^2$
Таким образом, мы показали, что левая часть исходного равенства $|z_1 + z_2|^2 + |z_1 - z_2|^2$ равна $4c^2$, что и требовалось доказать.
Стоит отметить, что это равенство является частным случаем тождества параллелограмма, которое гласит, что сумма квадратов длин диагоналей параллелограмма равна сумме квадратов длин его сторон. В данном случае комплексные числа $z_1$ и $z_2$ можно рассматривать как векторы, образующие стороны параллелограмма (в нашем случае — ромба, так как их длины равны $c$), а $z_1+z_2$ и $z_1-z_2$ — как его диагонали.
Ответ: Равенство доказано.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по алгебре за 11 класс, для упражнения номер 611 расположенного на странице 233 к учебнику 2014 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по алгебре к упражнению №611 (с. 233), авторов: Колягин (Юрий Михайлович), Ткачева (Мария Владимировна), Федорова (Надежда Евгеньевна), Шабунин (Михаил Иванович), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.