...
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

Vektorer, absolutbelopp och konjugat

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

I den här lektionen går vi igenom hur ett komplext tal kan beskrivas som en vektor i det komplexa talplanet, samt vad begreppen absolutbelopp och konjugat innebär när vi hanterar komplexa tal.

Komplexa tal som vektorer

Vi har tidigare sett att ett komplext tal kan representeras av en punkt i det komplexa talplanet. Det komplexa talet kan även beskrivas som en vektor från origo till punken. 

Det komplexa talet  $z=a+bi$z=a+bi  kan i det komplexa talplanet beskrivas som en vektor från origo till punkten  $\left(a,b\right)$(a,b).

Absolutbelopp

Allmänt innebär absolutbeloppet för en vektor storleken av vektorn, dvs riktningen bortses ifrån. När ett komplext tal anges som en vektor i det komplexa talplanet innebär alltså absolutbeloppet längden av vektorn, vilket motsvaras av avståndet mellan origo och vektorns pilspets (punkten för det komplexa talet). Detta avstånd kan bestämmas med hjälp av avståndsformeln, som i sin tur är en omskrivning av Pythagoras sats.

För att beteckna ett absolutbelopp används lodräta streck på varsin sida om talet eller uttrycket. Absolutbeloppet av talet  $z$z  skrivs  $\left|z\right|$|z|.

Absolutbeloppet för ett komplext tal

Om  $z=a+bi$z=a+bi  gäller att

 $\left|z\right|=\left|a+bi\right|=\sqrt{a^2+b^2}$|z|=|a+bi|=a2+b2 

Observera att den imaginära enheten  $i$i  inte ingår i beräkningen av talets absolutbelopp.

Exempel 1

Bestäm  $|z|$|z|  då  $z=5+12i$z=5+12i .

Lösning

Vi använder oss att definitionen av absolutbeloppet för ett komplext tal.

 $|z|=\sqrt{5^2+12^2}=$|z|=52+122= $\sqrt{25+144}=$25+144= $\sqrt{169}=13$169=13

Definitionen av absolutbeloppet gäller även för negativa koordinater.

Exempel 2

Bestäm  $|z|$|z|  då  $z=-2-3i$z=23i.

Lösning

Definitionen av absolutbeloppet för ett komplext tal ger

 $|z|=\sqrt{\left(-2\right)^2+\left(-3\right)^2}=$|z|=(2)2+(3)2= $\sqrt{4+9}=$4+9= $\sqrt{13}$13 

Eftersom vi vet att  $\left(-a\right)^2=a^2$(a)2=a2  kan denna förenkling göras redan i det första steget.

Exempel 3

Bestäm  $|z|$|z|  då $z=-4+\sqrt{2}i$z=4+2i 

Lösning

 $\left|z\right|=\sqrt{4^2+\sqrt{2}^2}=$|z|=42+22= $\sqrt{16+2}=$16+2= $\sqrt{18}$18 

Det komplexa konjugatet

Konjugatet till det reella uttrycket  $a+b$a+b  är  $a-b$ab, dvs tecknet byts för en av termerna. Detta känner du förmodligen igen från konjugatregeln. För ett komplext tal  $a+bi$a+bi  byts tecknet för den imaginära termen. Det komplexa konjugatet är alltså  $a-bi$abi . För att ange det komplexa konjugatet används ett horisontellt streck. Konjugatet till det komplexa talet  $z$z  skrivs   $\overline{z}$z  och utläses ”z tak”.

Definition av konjugatet för ett komplext tal

Om $ z = a+bi $ gäller att

$ \overline{z}=a-bi $

Exempel 4

Ange det komplexa konjugatet till 

a)  $z=5-2i$z=52i 

b)  $z=-10+i$z=10+i 

Lösning

För det komplexa talet  $z=a-bi$z=abi  är det komplexa konjugatet enligt definitionen  $\overline{z}=a+bi$z=a+bi.

a) För  $z=5-2i$z=52i  är det komplexa konjugatet  $\overline{z}=5+2i$z=5+2i.

b) För  $z=-10+i$z=10+i  är det komplexa konjugatet  $\overline{z}=-10+(-i)=-10-i$z=10+(i)=10i.

Det komplexa konjugatet i det komplexa talplanet

Om ett komplext tal  $z$z  och dess konjugat  $\overline{z}$z  ritas i det komplexa talplanet kommer  $z$z  och  $\overline{z}$z  vara varandras spegelbilder på varsin sida om den reella axeln. Detta gäller när talen representeras av punkter, och när de representeras som vektorer.

Absolutbeloppet och komplexa konjugatet

Nyttan med komplexa konjugat

När ett komplext tal multipliceras med sitt komplexa konjugat enligt  $z\cdot\overline{z}$z·z  får man ett reellt tal. Detta är mycket användbart vid division med ett komplext tal i nämnaren, vid förenklingar och när man löser ekvationer med komplexa tal. Mer om detta i kommande lektioner.

Exempel 5

Beräkna $z\cdot\overline{z}$z·z  om  $z=2+3i$z=2+3i.

Lösning

Det komplexa talet  $z=2+3i$z=2+3i  har konjugatet  $\overline{z}=2-3i$z=23i.

Vi beräknar produkten med hjälp av konjugatregeln.

 $z\cdot\overline{z}=$z·z= $\left(2+3i\right)\cdot\left(2-3i\right)=$(2+3i)·(23i)= $4-9i^2$49i2 

Eftesom  $i^2=-1$i2=1  kan vi förenkla ytterligare.

 $4-9i^2=4-9\cdot\left(-1\right)=$49i2=49·(1)= $4+9=$4+9= $13$13 

Som resultat får vi alltså ett reellt tal $13$13.

För alla komplexa tal $z$z  gäller att produkten av $z$z  och dess konjugat  $\overline{z}$z  är ett reellt tal som är större eller lika med noll. 

Produkten av ett komplext tal  $z$z och dess konjugat  $\overline{z}$z 

 $z\cdot\overline{z}\ge0$z·z0 

Exempel i videon

  • Markera $z = 3 + 4i$ i det komplexa talplanet och beräkna absolutbeloppet.
  • Markera $z = -3 – 4i$ i det komplexa talplanet och beräkna absolutbeloppet.
  • Bestäm $\overline{z}$ då $z = -5 – 2i$. Markera båda talen i ett det komplexa talplanet.

Kommentarer

Diana Wachtmeister

På Fråga 8, så blir det 1-3i+3i-9i^2, vilket jag då tänker blir 1+9i^2 men i svaret så tas i^2 bort, varför blir det så? 🙂

    Anna Eddler Redaktör (Moderator)

    Hej Diana,

    $1-3i+3i-9i^2=1-9i^2$

    Negationerna tillhör ju termen direkt efter. Så $-3i$ och $+3i$ tar ut varandra och lämnar kvar $1$ och $-9i^2$

    Och då $i^2=-1$ får vi att $1-9i^2=1-9\cdot (-1)=1+9=10$

    Hoppas det gick att hänga med på.

rossul alhasnawi

hej
i Exempel 6 du har skrivit
z⋅z¯=(3+3i)⋅(3−3i)=9−9i+9i−3i2
frågan är hur blev det 3i^2 men inte 9i^2 ???? eller

    Simon Rybrand (Moderator)

    Tack för din kommentar.
    Det var fel där i ett steg, det är korrigerat!

darrrrUC

På exempel 2 så är talet z = -3 -4i då borde väll koordinaten vara (-3,-4) men den sätts ut i videon på (-4, -3) Har jag missat något eller är det fel i videon? realdelen är väll -3 och imaginärdelen -4?

mvh Emil

    Simon Rybrand (Moderator)

    Hej
    Det har slunkit in ett fel i videon där, det skall ordnas så fort som möjligt. Tack för att du sade till!

      thronell

      Det där felet är inte rättat ännu 🙂

        Mikael144600

        Felet är fortfarande kvar 🙂

          Simon Rybrand (Moderator)

          Nu är det fixat!

natsu25

på fråga 4 skrev du att enligt konjugatregeln blir svaret:
1−3i+3i−9i2=1+9=10.
vad jag inte förstår är hur 1-9i^2 blir 1+9?

    Simon Rybrand (Moderator)

    Hej, det kommer ifrån att inom området komplexa tal så definierar man $ i^2 = -1 $.
    Detta gör att du får
    $ 1-9i^2 = 1-9⋅(-1) = 1+9 = 10 $

Sussicake

svaret på nr.3 står att det är roten ur 13. Vart tar minuset på 3an vägen? 🙂

    Simon Rybrand (Moderator)

    Hej!
    Om du beräknar $(-3)^3$ så är detta samma sak som $ (-3)(-3) = 9 $, dvs multiplikation av två negativa tal ger en positiv produkt.

Leila

Tack så mycket!

BotenAnnie

du är grym! tack


Endast Premium-användare kan kommentera.

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

e-uppgifter (8)

  • 1. 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

    I det komplexa talplanet är ett komplext tal  $z$z  markerat. Dra punkten så att den istället representerar  $\overline{z}$z.

    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

    Låt  $z=2-3i$z=23i, vad är  $\overline{z}$z?

    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

    Med vilken sats/regel kan vi beräkna avståndet till ett komplext tal från origo i det 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
  • 4. 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

    Låt  $z=1+2i$z=1+2i. Beräkna absolutbeloppet  $|z|$|z|.

    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
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Låt  $z=2-3i$z=23i. Beräkna  $|z|$|z|.

    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
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Bestäm $\left|z\right|$|z| då $z=\sqrt{4}+\sqrt{2}i$z=4+2i.

    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

    Beräkna  $z\cdot\overline{z}$z·z  då  $z=1+3i$z=1+3i 

    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...
  • 8. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (2/1/0)
    E C A
    B 2 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

    Figuren visar ett komplext talplan där talet $z_1$z1 är markerat.

    a) Bestäm konjugatet till $z_1$z1.

    b) Markera ett tal $z_2$z2 i första kvadranten så att  $\text{Re }z_2$Re z2 $<$< $\text{Im }z_2$Im z2

    c) Markera ett tal $z_3$z3 i tredje kvadranten så att  $\left|z_3\right|=\sqrt{10}$|z3|=10 

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

c-uppgifter (5)

  • 9. Premium

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

     $z$z  är ett rent imaginärt tal. Bestäm längden av vektorn  $z\cdot\overline{z}$z·z . Svara utan enhet.

     

    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...
  • 10. Premium

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

    Låt  $w$w  vara ett komplext tal, vad är  $\text{Im}(\overline{w})$Im(w)?

    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
    (0/2/0)
    E C A
    B
    P 2
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

      $2z+3\overline{z}=20+i$2z+3z=20+i . Bestäm  $z.$z. 

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Liknande uppgifter: komplexa tal Matematik 4
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 12. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (0/2/0)
    E C A
    B 1
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

     $z$z  är ett komplext tal. Visa att  $\left|z\right|^2=z\cdot\overline{z}$|z|2=z·z . 

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Liknande uppgifter: komplexa tal Matematik 4
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 13. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (0/2/0)
    E C A
    B 1
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

     $w$w och  $z$z  är två komplexa tal. Visa att  $\overline{\left(w+z\right)}=\overline{w}+\overline{z}$(w+z)=w+z

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Liknande uppgifter: komplexa tal Matematik 4
    Dela med lärare
    Rättar...

a-uppgifter (2)

  • 14. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (0/1/2)
    E C A
    B 1 1
    P 1
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ

     $w$w och  $z$z  är två komplexa tal. Visa att  $\overline{\left(w\cdot z\right)}=\overline{w}\cdot\overline{z}$(w·z)=w·z . 

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Liknande uppgifter: komplexa tal Matematik 4
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 15. Premium

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

    Ange ett komplext tal $z$z  så att  $\text{Re}z>0$Rez>0  och  $\text{Im}z<\left|z\right|$Imz<|z| . 

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Liknande uppgifter: komplexa tal Matematik 4
    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