«Комплексные числа в алгебраической форме».
методическая разработка по алгебре (11 класс) по теме

Адаменко Инна Артемовна

Разработка урока по алгебре в 11 клаасе.

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon urok_komp_chisla.doc66 КБ

Предварительный просмотр:

Урок №1. Тема: «Комплексные  числа  в  алгебраической  форме».

Цель:  ввести  понятие  «мнимое  число»

Оборудование: интерактивная  доска  , презентация темы .

План:

 1. Повторение:  а).  Цифры  и  числа (цифр  десять, числа  составлены  из  цифр);                                                                                               б).   Множества  чисел: натуральные,  целые,  рациональные,      действительные.                          

                              в).   За  счёт  чего  происходит  расширение  каждого  из  этих  множеств, представление  этого процесса  с  помощью кругов.

                              г).   Все  действительные  числа  расположены  на  числовой  прямой  и  заполняют  всё  это  одномерное  пространство  (свободных  мест  нет).

                              д).   Каждой  точке  соответствует  число  и  наоборот – А(4), С(-6).  

                              е) Прямоугольная  система  координат – двумерное  пространство, любая точка  которого имеет  уже  две  координаты А(1;2), В(-4;7) и так далее.

 А как  записать этот факт чем-то  похожим  на алгебраическое  выражение?...  С  одной  стороны  появились  векторы,  а  вместе  с  ними  начала  развиваться  векторная  алгебра,  а  с  другой  комплексные  числа.

2.Объяснение  нового  материала.   Введение  понятия  комплексного  числа.

   Мнимые  числа

 К  мнимым  числам  приводит  извлечение  квадратного  корня  из  отрицательного  числа.

 Будем  говорить  только  о  квадратном  корне  из отрицательного  числа. Принято  обозначать  мнимое  число  одной  буквой  i  (начальная  буква  французского  слова  imaqinaire, что означает  мнимый)  и  называть  мнимой  единицей.   Естественно  допустить, что i2 =  -1  и  .

 

Всякое  мнимое  число  может  быть  выражено  в  виде  произведения   i  на  некоторое  действительное  число.  Например,   =  4i .

 Вообще   i.

Комплекные  числа

Определение. Числа  вида  а + в i, где а и в – действительные  числа,  называются  комплексными  числами (слово  «комплексный»  означает  на  русском  языке  «сложный»,  «составной»;  такое  название  впервые  было  дано  числам  такого  вида  немецким  математиком  Гауссом  (1777-1855). Название  «мнимый»  (imaqinaire) было  введено  французским  математиком  Рене  Декартом в 1637 г). В нём  «а»  называется  действительной  частью, вi -  мнимой  частью.

 При  а=0  оно  обращается  в  чисто  мнимое  число  вi ;  при  в=0  получим  число  а + 0i,  которое  рассматривается  как  действительное  число.

Комплексные  числа  вида  а + вi   и  а -  в i   называются   сопряженными.

Комплексные  числа  вида  а + в i  и    -а -  в i   называются   противоположными.

 Например.  Назовите  сопряжённое  и  противоположное   число   для     3,4+ 45i.  

Два  комплексных  числа  а + вi   и   а1 +  в1 i  считаются  равными  если   а = а1  и  в = в1.  

Из  этого  определения  вытекает, что  комплексное  число  а + вi   равно  нулю  тогда  и  только  тогда, когда  а =0, в = 0.

Замечание:  относительно  комплексных  чисел    не  принято  никакого  соглашения  относительно  того,  какое  из  них  считать  больше  другого.

Возведение  в  степень  мнимой  единицы:     i 0= 1,                    i1 = i

 i2 = -1                                                                      i5 = i4  i = i

 i3 = i2 i = -1 i = - i                                                    i6 = i5 i = i2 = -1

 i4 = i2 i2 = -1 (-1)= 1                                               i7 = i6 i = -i

 Получается,  таким  образом, четыре  чередующихся  значения: 1; i;  -1;  - i.

 

Например    Верно  ли  равенство: i7 +  i18  + i25 +  i35 +  i97 + i100 =0.

         

д\з  Выучить  степени  до  десятой.

Повторить  степени  чисел до  20; Степени  2,3,4,5,6,7.

Урок №2.      

Тема:  «Арифметические  операции  над  комплексными  числами».

Цель:  научить  складывать, вычитать  и  умножать комплексные числа».

Оборудование: интерактивная  доска  , презентация темы .

План:

 1. Повторение:  а) Ответственные  по  рядам  (о выполнении дом. эадания).

                              б) Устный  счёт:  степени  двоек до  10й, степени 3,4,5,6,7.

        Квадраты  чисел  от1  до  20.

        Какие  числа  называются  мнимыми, комплексными, сопряжёнными и  противоположными, привести  примеры.  Равные  комплексные  числа.

        в) Самостоятельная  работа  (5 -7 мин).

1.   Перечислите  новые  понятия, изученные  на  предыдущем  уроке.

2.   Какой  вид  имеет  число  противоположное,  сопряженное  данному   3  -5 i. ( -7  + 6 i).

3.   При  каких  значениях х  и  у  равны  числа   х -8 i  и    2 +у i.  (3 + х i  и  у -2 i).

 2. Новый  материал: «Действия  с  комплексными  числами».

Над  комплексными  числами  условились  производить  алгебраические  действия  и  преобразования  по  тем  же  правилам,  по  каким  они  производятся  над числами  действительными,  принимая  всегда

  .

Это  положение  служит  основой  при  операциях  над  комплексными  числами. Чтобы  произвести  какое- нибудь    действие над  комплексными  числами      вида   а + вi,  надо  произвести  действия  над  двучленами  такого  вида  по  тем  правилам, которые  мы  изучали ранее, применяя  в  том  числе  и  формулы  сокращенного  умножения,  при  этом  использовать  степени  i.

Сложение: 

 (а + вi ) + ( а1 + в1 i ) = (а + а1) + (в + в1) i;

(а + вi ) + ( а1 + в1 i ) + (а2 + в2 i) =   (а + а1 + а2) + (в + в1 + в2 ) i;

(а + вi ) + ( а1 + в1 i ) +… + (аn + вn i) =   (а + а1 + … + аn) + (в + в1 + … +вn ) i.

Вычитание:

(а + вi ) - ( а1 + в1 i ) = (а - а1) + (в - в1) i;

(а + вi ) - ( а1 + в1 i ) - (а2 + в2 i) =   (а - а1 - а2) + (в - в1 - в2 ) i;

(а + вi ) - ( а1 + в1 i ) -… - (аn + вn i) =   (а - а1 - … - аn) + (в - в1 - … -вn ) i.

Деление:

При  делении  числитель  и  знаменатель  дроби  нужно  домножить  на  число, сопряженное  знаменателю.

Например:      1. = = .

                       2.  Выполнить  действия  или  упростить:  а)  ()2

          б)

           в)            г)              ( д) )

3.Обозначив  для  краткости   = р;    = х;  1 = у, проверить  равенства  1) р3 = х3 = у3 = 1,   2) р + х + у = 0,    3) рху = 1,   4) р2 = х,

        5) х2 = у,     6) 1 + р + р2 =0.

Д\з. (д), выучить  теорию.

       

Мнимая  единица      i.   Отсюда        i2 =  -1               

                                         

Возведение  в  степень. 

 

i2 = -i5 = i4 i = i 1

  

 i3 = i2 i = -1 i =- i                                                    i6 = i5 i = i2 = -1 

  

 i4 = i2 i2 = -1 (-1) = 1                                               i7 = i6 i = -i

    

 

 Получается,  таким  образом, четыре  чередующихся  значения: i; - i; -1; 1. 

 

 Например

 

(а + вi)2= а2 + 2ав i +  в2 i2 = (а – в) + 2ав i