Chươ
ng
4
PHỨC
VÀ
CÁC PHÉP
PHÉP TỐN
TỐN
SỐCÁC
PHỨC
CÁC
SỐ
SỐ PHỨC VÀ
PHÉPVÀ
TỐN
BÀI 1. NHẬP MƠN SỐ PHỨC
A – TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1.
Số phức và các khái niệm liên quan
a) Cho số phức z = a + bi (a, b ∈ R). Khi đó:
○ a là phần thực, b là phần ảo.
○ Nếu a = 0 thì z là số thuần ảo.
○ i là đơn vị ảo, i2 = −1.
○ Nếu b = 0 thì z là một số thực.
b) Quan hệ giữa các tập hợp số:
○ Tập số phức kí hiệu là C.
○ Quan hệ các tập hợp số: N ⊂ Z ⊂ Q ⊂ R ⊂ C.
c) Hai số phức bằng nhau: Cho z1 = a + bi và z2 = c + di (a, b, c, d ∈ R). Khi đó:
®
®
a=c
a=0
○ z1 = z2 ⇔
.
○ z1 = 0 ⇔
.
b=d
b=0
d) Biểu diễn hình học của số phức
y
Mỗi số phức z = a + bi được biểu diễn bởi duy nhất một điểm
M(a, b) trên mặt phẳng tọa độ.
M
b
O
a
x
e) Mô-đun số phức:
# »
○ Độ dài của véc-tơ OM được gọi là mô-đun của số phức z và kí hiệu là |z|.
p
p
○ Từ định nghĩa, suy ra |z| = a2 + b2 hay |a + bi| = a2 + b2 .
Tính chất:
○ |z| ≥ 0, ∀z ∈ C; |z| = 0 ⇔ z = 0.
z
|z|
○
0
= 0 .
|z |
z
○ |z.z0 | = |z|. |z0 |.
○ ||z| − |z0 || ≤ |z ± z0 | ≤ |z| + |z0 |.
f) Số phức liên hợp: Cho số phức z = a + bi (a, b ∈ R).
2
1. NHẬP MÔN SỐ PHỨC
○ Ta gọi a − bi là số phức liên hợp của z và kí hiệu là z.
y
b
○ Vậy, z = a − bi hay a + bi = a − bi
○ Chú ý:
O
−b
• z.z = |z|2 = a2 + b2 ;
z = a + bi
a
x
z = a − bi
• z và z có điểm biểu diễn đối xứng nhau qua Ox.
2.
Phép toán trên số phức
a) Cộng, trừ hai số phức: Ta cộng (trừ) phần thực theo phần thực, phần ảo theo phần ảo.
○ (a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i.
○ (a + bi) − (c + di) = (a − c) + (b − d)i.
b) Phép nhân hai số phức: Ta nhân phân phối, tương tự nhân hai đa thức. Lưu ý: i2 = −1.
c) Phép chia hai số phức: Cho hai số phức z1 = a + bi và z2 = c + di. Thực hiện phép chia
thêm z2 ở tử và mẫu.
z1 z1 .z2 (a + bi) (c − di) (ac + bd) − (ad − bc)i
=
=
=
= m + ni.
z2 z2 .z2
c2 + d 2
c2 + d 2
1
d) Số phức nghịch đảo của z là .
z
e) Lũy thừa của đơn vị ảo:
3.
○ i2 = −1.
○ in = i nếu n chia 4 dư 1.
○ i3 = −i.
○ in = −1 nếu n chia 4 dư 2.
○ in = 1 nếu n chia hết cho 4.
○ in = −i nếu n chia 4 dư 3.
Phương trình bậc hai với hệ số thực
Xét phương trình ax2 + bx + c = 0, với a, b, c ∈ R và a 6= 0. Đặt ∆ = b2 − 4ac, khi đó:
√
−b ± ∆
a) Nếu ∆ ≥ 0 thì phương trình có nghiệm x1,2 =
.
2a
p
−b ± i |∆|
b) Nếu ∆ < 0 thì phương trình có nghiệm x1,2 =
.
2a
b
c
c) Định lý Viet: x1 + x2 = − và x1 .x2 =
a
a
4.
Phương trình bậc hai với hệ số phức
Xét phương trình ax2 + bx + c = 0, với a, b, c ∈ C và a 6= 0. Đặt ∆ = b2 − 4ac = m ± ni.
…
…
√
|∆| + m
|∆| − m
¬ Một căn bậc hai của ∆ là Φ =
±i
, với |∆| = m2 + n2 .
2
2
Công thức nghiệm của phương trình là x1,2 =
−b ± Φ
.
2a
z1
, ta nhân
z2