21.11. Problemi - soluzioni#
21.11.1. Definizioni#
21.11.2. Rappresentazione dei numeri complessi nel piano complesso (Argand-Gauss)#
21.11.3. Operazioni con i numeri complessi#
Soluzione degli esercizi sulle operazioni con i numeri complessi.
21.11.4. Teorema fondamentale dell’algebra#
Soluzione degli esercizi sul teorema fondmaentale dell’algebra.
21.11.5. Numeri complessi e geometria nel piano euclideo#
Soluzione degli esercizi sui numeri complessi e la geometria nel piano euclideo.
21.11.6. Equazioni e disequazioni con i numeri complessi#
21.11.6.1. Equazioni#
Soluzione degli esercizi su equazioni con i numeri complessi
1. Risolvere \(|z| = 2\)
Soluzione
Esistono infinite soluzioni del problema, e sono tutti i numeri complessi con modulo \(2\) e argomento arbitrario,
Interpretazione grafica. L’equazione corrisponde all’equazione di una circonferenza di raggio 2 centrata nell’origine.
Trova i numeri complessi \(z\) che soddisfano \(z + \overline{z} = 2\).
Soluzione
…
Risolvi \(z^2 - 2z + 5 = 0\) e calcola il modulo delle soluzioni.
Soluzione
…
Risolvi \(|z - 3 + i| = 2\) e rappresenta graficamente le soluzioni.
Soluzione
…
Trova i valori di \(z\) per cui \(z^3 = 27\).
Soluzione
…
Risolvi \((z-1)^4 + 16 = 0\) e rappresenta graficamente le soluzioni nel piano complesso.
Soluzione
…
Risolvi \(|z - 2| = |z + 1|\) e descrivi il luogo geometrico delle soluzioni.
Soluzione
…
Trova le soluzioni di \(z^5 - 32 = 0\) e rappresentale in forma polare.
Determina i numeri complessi \(z\) per cui \(|z|^2 + |z - 2|^2 = 8\).
Risolvi \(|z + i| = 3\) per \(z \in \mathbb{C}\).
\(z^2 + 4 = 0\)
\(z^2 - 2z + 5 = 0\)
\(z^3 + 8 = 0\)
\(|z-2-i| = 2\)
\(|z-2-i| = |z-1|\)
\(z + \bar{z} = 1\)
21.11.6.2. Disequazioni#
Soluzione degli esercizi su disequazioni con i numeri complessi
1. Trova i numeri complessi \(z\) che soddisfano \(|z| < 3\).
Soluzione
…
2. Determina \(z\) per cui \(|z - 2| \geq 4\).
Soluzione
…
3. Risolvi \(|z + i| \leq 2\).
Soluzione
…
4. Trova \(z\) tali che \(\text{Re}(z) > \text{Im}(z)\).
Soluzione
…
5. Risolvi \(|z - 1| > |z + 1|\).
Soluzione
…
6. Determina il luogo geometrico di \(z\) per cui \(|z| - |z-2| \leq 1\).
Soluzione
…
7. Risolvi \(\text{Re}(z) + \text{Im}(z) \leq 2\).
Soluzione
…
8. Trova \(z\) tali che \(|z| + |z - 1| \leq 5\).
Soluzione
…
9. Trova \(z\) tali che \(|z+i| + |z - 1| \leq 5\).
Soluzione
…
10. Risolvi \(|z - i| \geq |z + 2|\).
Soluzione
…
11. Determina il luogo geometrico di \(z\) per cui \(|z| - |z-2| \leq 3\).
Soluzione
…
21.11.6.3. Sistemi#
Soluzione degli esercizi su sistemi di equazioni con i numeri complessi
1. Risolvere \(\begin{cases} z + \bar{z} = 6 \\ |z| = 5 \end{cases}\)
Soluzione
La prima equazione si riduce a \(2 \text{re}\{z\} = 6\). Usando la rappresentazione cartesiana, \(z = x + i y\), il sistema può essere riscritto come
Sostituendo la prima nella seconda si trova \(\sqrt{9 + y^2} = 5\); elevando al quadrato i due numeri positivi, \(y^2 = 25-9=16\) e quindi \(y = \mp 4\). Il problema ha quindi due soluzioni
Interpretazione grafica. Le due equazioni corrispondono all’equazione della retta di equazione \(x = 3\) e della circonferenza centrata nell’origine di raggio \(5\). La soluzione del sistema coincide con la ricerca dei punti di intersezione di queste due curve.
2. Trova \(z_1\) e \(z_2\) che soddisfano il sistema:
\(\begin{cases}
|z_1| = 3 \\
z_1 z_2 = 9
\end{cases}\)
Soluzione
3. Risolvi il sistema:
\(\begin{cases}
z^2 + w^2 = 5 \\
z w = 4
\end{cases}\)
Soluzione
4. Determina le soluzioni del sistema:
\(\begin{cases}
|z| = 4 \\
z + \overline{z} = 6
\end{cases}\)
Soluzione
5. Risolvi il sistema:
\(\begin{cases}
z^3 + w = 1 \\
z w^3 = -1
\end{cases}\)
Soluzione
6. Trova \(z\) e \(w\) per il sistema:
\(\begin{cases}
z^2 + w^2 = 7 \\
z + w = 3
\end{cases}\)
Soluzione
7. Risolvi il sistema:
\(\begin{cases}
|z| = 2 \\
z + w = 0
\end{cases}\)
Soluzione
8. Trova \(z\) e \(w\) che soddisfano il sistema:
\(\begin{cases}
z w = 1 \\
z - w = i
\end{cases}\)
Soluzione
9. Determina le soluzioni del sistema:
\(\begin{cases}
z^2 + \overline{z}^2 = 8 \\
z \cdot \overline{z} = 9
\end{cases}\)
Soluzione
10. Risolvi il sistema:
\(\begin{cases}
z + w = 5 + i \\
z \cdot w = 6 - i
\end{cases}\)