📌 Resumo teórico
Forma trigonométrica
\(\theta\) é um argumento de \(z\); os outros são \(\theta+2k\pi\), \(k\in\mathbb{Z}\). O argumento principal pertence a \(]-\pi,\pi]\).
| De algébrica para trigonométrica | De trigonométrica para algébrica |
|---|---|
| \(\rho=\sqrt{a^{2}+b^{2}}\); \(\ \tan\theta=\dfrac{b}{a}\), com \(\theta\) no quadrante do afixo | \(a=\rho\cos\theta\), \(\ b=\rho\sin\theta\) |
Sobre os eixos: \(\rho=\rho\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}0}\), \(-\rho=\rho\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}\pi}\), \(\rho\mathrm{i}=\rho\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{\pi}{2}}\), \(-\rho\mathrm{i}=\rho\,\mathrm{e}^{-\mathrm{i}\frac{\pi}{2}}\).
Operações na forma trigonométrica
Conjugado e simétrico
\(\overline{\rho\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}\theta}}=\rho\,\mathrm{e}^{-\mathrm{i}\theta}\) (reflexão no eixo real); \(\ -\rho\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}\theta}=\rho\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}(\theta+\pi)}\) (reflexão na origem).
Igualdade
\(\rho_1\mathrm{e}^{\mathrm{i}\theta_1}=\rho_2\mathrm{e}^{\mathrm{i}\theta_2}\iff\rho_1=\rho_2\ \wedge\ \theta_1-\theta_2=2k\pi,\ k\in\mathbb{Z}\). Para que \(z\) seja real, um argumento tem de ser \(k\pi\); para que seja imaginário puro, \(\frac{\pi}{2}+k\pi\).
Na forma algébrica: \(\mathrm{i}^{n}=\mathrm{i}^{r}\), com \(r\) o resto da divisão de \(n\) por \(4\); dividir multiplicando pelo conjugado do denominador.
1. Demonstrações
Prove que:
2. Forma trigonométrica
Escreva na forma trigonométrica os seguintes números complexos.
3. Módulo e argumento
Determine o módulo e um argumento dos seguintes números complexos.
4. Operações na forma trigonométrica
Em $\mathbb{C}$, conjunto dos números complexos, considere $z_{1}=2\mathrm{e}^{-\mathrm{i}\frac{\pi}{3}}$, $\;z_{2}=-3-\sqrt{27}\,\mathrm{i}\;$ e $\;z_{3}=\dfrac{4}{\mathrm{i}}$.
Escreva na forma trigonométrica:
Em forma trigonométrica: $|z_{2}|=\sqrt{9+27}=6$, 3.º quadrante $\Rightarrow z_{2}=6\mathrm{e}^{-\mathrm{i}\frac{2\pi}{3}}$; e $z_{3}=4\mathrm{e}^{-\mathrm{i}\frac{\pi}{2}}$.
5. Conjugado e simétrico (forma algébrica)
Escreva na forma algébrica o conjugado e o simétrico dos seguintes números complexos.
$-z=(2\sqrt{6}+2\sqrt{2})+(2\sqrt{2}-2\sqrt{6})\mathrm{i}$.
6. $z_{1}=\sqrt{3}\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{2\pi}{3}}$, $\;z_{2}=\sqrt{2}\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{\pi}{12}}$, $\;z_{3}=2+2\mathrm{i}$
Em $\mathbb{C}$, conjunto dos números complexos, considere $z_{1}=\sqrt{3}\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{2\pi}{3}}$, $\;z_{2}=\sqrt{2}\,\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{\pi}{12}}\;$ e $\;z_{3}=2+2\mathrm{i}$.
7. $z_{1}=\sqrt{3}\,\mathrm{e}^{-\mathrm{i}\frac{2\pi}{3}}$, $\;z_{2}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{\pi}{4}}-2^{-1}$
Em $\mathbb{C}$, conjunto dos números complexos, considere $z_{1}=\sqrt{3}\,\mathrm{e}^{-\mathrm{i}\frac{2\pi}{3}}\;$ e $\;z_{2}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{\pi}{4}}-2^{-1}$.
8. $z=1+3\mathrm{i}$, $\;\theta=\arg(z)$
Em $\mathbb{C}$, conjunto dos números complexos, considere $z=1+3\mathrm{i}$. Seja $\theta$ um argumento de $z$.
9. $z_{1}=-\dfrac{1}{2}+\dfrac{\sqrt{3}}{2}\mathrm{i}$, $\;z_{2}=2+3\mathrm{i}$
Em $\mathbb{C}$, conjunto dos números complexos, considere $z_{1}=-\dfrac{1}{2}+\dfrac{\sqrt{3}}{2}\mathrm{i}\;$ e $\;z_{2}=2+3\mathrm{i}$.
$z_{2}^{3}=z_{2}\cdot z_{2}^{2}=(2+3\mathrm{i})(-5+12\mathrm{i})=-10+24\mathrm{i}-15\mathrm{i}-36=-46+9\mathrm{i}$.