...
Kurser Alla kurser Min kurs Min sida Min sida Provbank Mina prov Läromedel Blogg Guider Om oss Kontakt Nationella prov Gamla högskoleprov Läxhjälp matematik Priser
Sök Mitt konto Logga ut Elev/lärare
-registrering
Logga in Köp Premium Köp Premium Prova gratis
Genom att använda den här sidan godkänner du våra användarvillkor, vår integritetspolicy och att vi använder cookies.
EXEMPEL I VIDEON
Lägg till som läxa
Lägg till som stjärnmärkt
  Lektionsrapport   Hjälp

Frågor hjälpmarkerade!

Alla markeringar försvinner.

Ta bort markeringar Avbryt
Kopiera länk Facebook X (Twitter) Repetera Rapportera Ändra status
KURSER  / 
Matematik 4
 /   Komplexa tal och Polynom

Komplexa tal och imaginära enheten i

Endast Premium- användare kan rösta.
Författare:Simon Rybrand
Rapportera fel Redigera lektion Redigera text Redigera övning Redigera video
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Din skolas prenumeration har gått ut!
Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
Så funkar det för:
Elever/Studenter Lärare Föräldrar
Din skolas prenumeration har gått ut!
Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se

Komplexa tal – Vad är det?

Komplexa tal är en utvidgning av de reella talen, alltså en ny typ av tal, som du förmodligen inte stött på i de tidigare mattekurserna. Med hjälp av de komplexa talen kan vi t ex beräkna roten ur negativa tal och då lösa ekvationer som  $x^2=-9$x2=9. Komplexa tal är också viktiga inom olika fysikaliska områden, som t ex växelström, elektromagnetism och kvantfysik.

Imaginära tal

På den reella tallinjen motsvarar varje punkt ett specifikt reellt tal. Mängden av alla reella tal ”fyller” hela tallinjen, utan undantag. Men trots detta finns det ekvationer som saknar lösningar om vi endast söker dem på den reella tallinjen. Ett exempel på en sådan ekvation är  $x^2=-1$x2=1 .Vi kan inte hitta ett reellt tal vars kvadrat är negativ, och ekvationen saknar därför reella rötter. För att lösa denna typ av ekvationer behöver vi införa en ny sorts av tal. Dessa kallas imaginära tal och utgår från den imaginära enheten  $i$i.

Den imaginära enheten $i$i definieras som ett tal med egenskapen  $i^2=-1$i2=1

Med hjälp av det nydefinierade talet $i$i  kan vi nu lösa ekvationer på formen $x^2 = a$ där $a<0$a<0.

Exempel 1

Lös ekvationen  $x^2=-1$x2=1.

Lösning

Vi använder kvadratrotsmetoden för att lösa ekvationen.

 $x^2=-1$x2=1 
 $x=\pm\sqrt{-1}=\pm\sqrt{i^2}=\pm i$x=±1=±i2=±i 

 $\begin{cases}x_1=i \\ x_2=-i \end{cases}$

Genom att utgå från talet $i$i kan vi se att det finns oändligt många imaginära tal:  $2i$2i$-3i$3i,  $\frac{1}{7}i$17 i,  $\pi i$πi  osv.
Begreppet imaginära tal började användas av matematiker på 1600-talet, och syftade då på att talen inte existerade ”på riktigt”. De menade att talen var inbillade, imaginära, till skillnad från de verkliga talen, de så kallade reella. Även om man nu sedan länge accepterat att de imaginära talen är precis lika verkliga som de reella, lever dess namn kvar.

Genom att sätta samman reella och imaginära tal får vi de komplexa talen. Namnet härstammar från latinets complexus, som betyder sammansatt.  

Komplexa tal

Komplext tal

Ett tal på formen  $z=a+bi$z=a+bi  är ett komplext tal
där  $a$a  är realdelen, $b$b  imaginärdelen och $i=\sqrt{-1}$i=1.

Detta kan skrivas som $\begin{cases} \text{Re }z=a \\ \text{Im }z=b \end{cases}$

När ett komplext tal skrivs som  $a+bi$a+bi  kallas det rektangulär form. I senare lektioner kommer vi att se att komplexa tal även kan anges på andra sätt, t ex på polär form.

Exempel 2

Ange realdelen och imaginärdelen för det komplexa talet  $z=6+4i$z=6+4i .

Lösning

Det komplexa talet  $z=6+4i$z=6+4i  har realdelen $6$6 och imaginärdelen  $4$4 .

$\begin{cases} \text{Re }z=6 \\ \text{Im }z=4 \end{cases}$


Observera att talet $i$i inte ingår i imaginärdelen, utan bara koefficienten framför.

Det komplexa talplanet

Ett komplext talplan är ett bra sätt att visualisera de komplexa talen. Den horisontella axeln är vår ”vanliga” tallinje, som representerar realdelen av ett komplext tal. Den lodräta axeln är en tallinje som representerar imaginärdelen. Det komplexa talet  $z=3+2i$z=3+2i  kan då representeras genom att punkten med koordinaterna  $(3,2)$(3,2)  markeras i det komplexa talplanet.

Exempel 3

Markera det komplexa talet  $z=-2+4i$z=2+4i  i ett komplext talplan.

Lösning

Vi markera realdelen efter den horisontella axeln och imaginärdelen efter den lodräta. 

Punkt i komplexa talplaner

 $\text{Re }z=-2$Re z=2  och $\text{Im }z=4$Im z=4  motsvarar punkten med koordinaterna  $(-2,4)$(2,4).

Exempel 4

Ange realdelen och imaginärdelen för det komplexa talet  $z=-2i$z=2i 

Lösning

Det komplexa talet  $z=-2i$z=2i  kan skrivas  $z=0-2i$z=02i . Vi ser att realdelen $\text{Re }z=0$Re z=0 och imaginärdelen $\text{Im }z=-2$Im z=2.

Det komplexa talet  $z=-2i$z=2i  har realdelen  $0$0, och kan därför benämnas som ett imaginärt tal, eller ett rent imaginära tal. På ett liknande sätt kan alla reella tal kan skrivas på formen  $a+bi$a+bi  genom att sätta imaginärdelen  $b=0$b=0. Både de reella och de imaginära talen utgör en delmängd av de komplexa talen. 

Olika talmängder

Som vi nämnde i lektionen Tal och Talsystem har matematiken utvecklas genom historien. Nya upptäckter har ibland medfört behov av nya typer av tal. Talen kan delas in i olika mängder och delmängder på följande sätt:

De olika talmängderna

Naturliga tal

Alla heltal större eller lika med noll
$\mathbf{N}=$ { $ 0, \, 1,\, 2,\, 3, \, 4, \, 5, \, …$}

Heltal

Alla heltal (naturliga och negativa)
$\mathbf{Z}=$ { $ …-2,\, -1,\, 0, \, 1, \, 2…$}

Rationella tal

Alla tal som kan skrivas som en kvot av två heltal $a$a och $b$b , där $b\ne0$b0 
$\mathbf{Q}=$ { alla tal $\frac{a}{b}$, där $a$ och $b$ är hela tal och $b≠0$}

Irrationellt tal

Reella tal som inte är rationella

Reella tal

Varje punkt på en kontinuerlig reell tallinje motsvarar ett reellt tal.
$\mathbf{R}=$ { alla tal på den reella tallinjen}

Imaginära tal (eller rent imaginära tal)

Tal som innehåller den imaginära enheten  $i$i  och vars kvadrat ger ett negativt tal
$\mathbf{I}=$ { alla tal  $bi$bi , där  $b\text{∈}$b$ \mathbf{R}$ och  $b\ne0$b0 }

Komplexa tal

Alla tal på formen  $z=a+bi$z=a+bi, där $a$a är realdelen$b$b imaginärdelen och $i^2=-1$i2=1, motsvarar ett komplext tal.
$\mathbf{C}=$ { $z=a+bi$z=a+bi, där $a$a och $b$b är reella tal och $i$i den imaginära enheten}

Exempel i videon

  • Lösning av ekvationen $ x^2 = -1 $.
  • Markering av $ z = 2+3i $ och $z = -2-i$ i det komplexa talplanet.
  • Markera z = 2 – 3i i det komplexa talplanet.
  • Ange Re z och Im z då z = -4 – 9i.
  • Lös ekvationen x² + 4 = 0

Kommentarer

Björn Follin

I genomgången står det att ”Ett komplext tal består av en realdel och en imaginärdel”. Enligt fråga 2 är alla reella tal komplexa, hur är det så? Är det för att alla reella tal kan skrivas t.ex. 2=2+0i ?

    Simon Rybrand (Moderator)

    Ja, alla reella tal ingår i talmängden komplexa tal.
    Du är på rätt spår där i din egen tankegång.

Amanuel Mehari

Online är bäst! Tack!

    Anna Admin (Moderator)

    Kul att du gillar!

Komvux Sundsvall Elev

På uppgift 8 i testet står det -100 i ekvationen, men enligt förklaringen ska det vara -1000 (det är bara då svaret stämmer också).

    Simon Rybrand (Moderator)

    Hej
    Det står fel där i uppgiftsfrågan, det är korrigerat, tack för att du sade till!

gulatun

hejsan! jag undrar om du kan hjälpa mig med dem här talen?

de komplexa talen z = 2 + 2i och w = 5i

a) Skriv z och w i polär form
b) Bestäm arg(w/z)
c) bestäm exakt absolutbeloppet av |z*w|

    Simon Rybrand (Moderator)

    Hej, kika gärna på våra genomgångar om polär form och absolutbelopp och konjugat.

Leila

Tack!

Catarina

Hej!
Om man ska beräkna 3i * 3i vad blir det då?
Jag tycker det borde bli 9i upphöjt till 2, men det svarsalternativet finns inte.

    Simon Rybrand (Moderator)

    Hej, då blir det
    $ 3i*3i = 9i^2 = 9*(-1) = -9 $
    Viktigt att komma ihåg är att
    $ i^2 = -1 $

magdalena

Hej! Jag undrar om ni kan hjälpa mig med ett tal?

Skriv talet √3+1 på formen re^(iy)

    Simon Rybrand (Moderator)

    Hej, du kan använda Eulers formel för detta, du hittar en genomgång om detta här.


Endast Premium-användare kan kommentera.

██████████████████████████
████████████████████████████████████████████████████

e-uppgifter (16)

  • 1. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    För det komplexa talet $z$z gäller att $\text{Re }z=2$Re z=2 och $\text{Im }z=-9$Im z=9.

    Ange talet på formen $a+bi$a+bi.

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 2. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vad motsvarar  $i$i  i ett tal på formen  $z=a+bi$z=a+bi ?

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 3. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vad motsvarar  $a$a  i ett tal på formen  $z=a+bi$z=a+bi ?

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av nationella provet
    Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av nationella provet
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
    Så funkar det för:
    Elever/Studenter Lärare Föräldrar
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se
  • 4. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vad motsvarar  $b$b  i ett tal på formen  $z=a+bi$z=a+bi ?

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 5. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vad motsvarar  $z$z  i ett tal på formen  $z=a+bi$z=a+bi ?

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 6. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Är talet  $2$2  ett komplext tal?

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 7. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Dra den röda punkten i det komplexa talplanet så att den representerar det komplexa talet  $z=2+4i$z=2+4i.

    Den horisontella axeln är alla reella tal och den lodräta axeln alla imaginära tal.

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 8. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Dra den röda punkten i det komplexa talplanet så att den representerar det komplexa talet $ z = -3i $. (Den horisontella axeln är alla reella tal och den lodräta axeln alla imaginära tal)

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 9. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vad är realdelen till  $z=2+3i$z=2+3i ?

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 10. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vad är imaginärdelen till  $z=4-2i$z=42i ?

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 11. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Skriv $\sqrt{-16}$16 som ett imaginärt tal.

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 12. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Skriv $\sqrt{-49}$49 som ett imaginärt tal.

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Liknande uppgifter: imaginärt tal komplexa tal
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 13. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Skriv  $\sqrt{-3}$3 som ett imaginärt tal.

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 14. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vilket komplext tal representerar punkten i grafen?

    Punkt i komplexa talplanet

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 15. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vilket komplext tal representerar punkten i grafen?

    Punkt i komplexa talplanet

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 16. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Vilket komplext tal representerar punkten i grafen?

    Punkt i komplexa talplanet

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Din skolas prenumeration har gått ut!
Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
Så funkar det för:
Elever/Studenter Lärare Föräldrar
Din skolas prenumeration har gått ut!
Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se