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गणित · शब्दावली

इकाई के मूल क्या है?

परिभाषा 28.14 उच्च माध्यमिक गणित · अध्याय 28 — सम्मिश्र संख्याएँ

n≥1n \geq 1 के लिए इकाई के nn-वें मूल zn=1z^n = 1 के हल हैं।

इकाई के पाँचवें मूल, = 2 π/5: इकाई वृत्त में अंतर्लिखित सम पंचभुज के शीर्ष ()।
इकाई के पाँचवें मूल, ω=e2iπ/5\omega = \eu^{2\iu\pi/5}: इकाई वृत्त में अंतर्लिखित सम पंचभुज के शीर्ष (अभ्यास 28.10)।
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परिभाषा 3.17 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 1 · अध्याय 3 — सम्मिश्र संख्याएँ

इकाई के nn-वें मूल zn=1z^n = 1 के हल हैं:

Un={ ωk:k=0,…,n−1 },ω=e2iπ/n.\mathbb{U}_n = \bigl\{\, \omega^k : k = 0, \dots, n-1 \,\bigr\}, \qquad \omega = \eu^{2\iu\pi/n}.

वे गुणन के अंतर्गत एक समूह बनाते हैं (अध्याय 7) और इकाई वृत्त में अंतर्निहित सम nn-भुज के शीर्षों पर बैठते हैं।

इकाई के पाँचवें मूल, = 2 π/5: इकाई वृत्त पर एक सम पंचभुज।
इकाई के पाँचवें मूल, ω=e2iπ/5\omega = \eu^{2\iu\pi/5}: इकाई वृत्त पर एक सम पंचभुज।

उदाहरण

उदाहरण 3.20 (बीजीय रूप में वर्गमूल)

त्रिकोणमिति के बिना z2=3+4iz^2 = 3 + 4\iu हल करने के लिए z=x+iyz = x + \iu y रखिए:

x2−y2=3,2xy=4,x2+y2=∣3+4i∣=5.x^2 - y^2 = 3, \qquad 2xy = 4, \qquad x^2 + y^2 = \abs{3 + 4\iu} = 5 .

पहले और अंतिम को जोड़ने पर x2=4x^2 = 4, अतः x=±2x = \pm 2, फिर उसी चिह्न-युग्मन (xy=2>0xy = 2 > 0) के साथ y=2/x=±1y = 2/x = \pm 1: z=±(2+i)z = \pm(2 + \iu)। सामान्य सूत्र के साथ मिलाकर यह सम्मिश्र गुणांकों वाला हर द्विघात समीकरण हल कर देता है (अभ्यास 3.7)।

उदाहरण 3.16 (अवास्तविक दायाँ पक्ष)

z4=−8+8i3z^4 = -8 + 8\iu\sqrt3 हल कीजिए। दाएँ पक्ष का चरघातांकी रूप: मापांक 64+192=16\sqrt{64 + 192} = 16, कोणांक θ\theta, जहाँ cos⁡θ=−12\cos\theta = -\frac12, sin⁡θ=32\sin\theta = \frac{\sqrt3}2, अर्थात् θ=2π3\theta = \frac{2\pi}3। चारों मूल हैं

zk=2 ei(π6+kπ2),k=0,1,2,3:z0=3+i,z1=iz0=−1+i3,z_k = 2\,\eu^{\iu(\frac\pi6 + \frac{k\pi}2)}, \quad k = 0, 1, 2, 3 : \qquad z_0 = \sqrt3 + \iu,\quad z_1 = \iu z_0 = -1 + \iu\sqrt3,
z2=−z0=−3−i,z3=−iz0=1−i3.z_2 = -z_0 = -\sqrt3 - \iu,\qquad z_3 = -\iu z_0 = 1 - \iu\sqrt3 .

(जाँच: z02=2+2i3z_0^2 = 2 + 2\iu\sqrt3, अतः z04=(2+2i3)2=4−12+8i3=−8+8i3z_0^4 = (2 + 2\iu\sqrt3)^2 = 4 - 12 + 8\iu\sqrt3 = -8 + 8\iu\sqrt3।) एक बार कोई एक मूल मिल जाए तो शेष तीन मुफ़्त में मिल जाते हैं: वे π2\frac\pi2 से उसके क्रमिक घूर्णन हैं, अर्थात् इकाई के चौथे मूलों से उसके गुणनफल — प्रमेय 3.14 के पीछे की सामान्य संरचना, जिसका उपयोग हर मूल को नए सिरे से संगणित करने से पहले कर लेना चाहिए। इस बार संयुग्मी सममिति नहीं है: दायाँ पक्ष वास्तविक नहीं है।

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