49 Dieser Satz ist auch als Moivresche Satz (Abraham MOIVRE, 1667-1754) bekannt. Wie bekannt, gibt es für eine n -te Wurzel auch n Werte (Fundamentalsatz der Algebra), dies kommt hier durch die verschiedenen Argumente zum Ausdruck. Beispiel: Gesucht ist die dritte Wurzel aus 8. Radizieren komplexer Zahlen - Matheretter. \underline z = 8 \cdot {e^{i \cdot \left( {0 + m \cdot 2\pi} \right)}}; Radizieren ergibt: \sqrt[3]{ {\underline z}} = 2 \cdot {e^{i \cdot \frac{ {\left( {0 + m \cdot 2\pi} \right)}}{3}}}; \quad m \in Z\) damit ergeben sich drei Wurzeln: \(\begin{array}{l} 1. & 2 \cdot \left( {\cos \left( {0 \cdot \frac{2}{3}\pi} \right) + i \cdot \sin \left( {0 \cdot \frac{2}{3}\pi} \right)} \right) = 2 \\ 2. & 2 \cdot \left( {\cos \left( {1 \cdot \frac{2}{3}\pi} \right) + i \cdot \sin \left( {1 \cdot \frac{2}{3}\pi} \right)} \right) = - 1 + i \cdot {\rm{1}}{\rm{, 7321}} 3. & 2 \cdot \left( {\cos \left( {2 \cdot \frac{2}{3}\pi} \right) + i \cdot \sin \left( {2 \cdot \frac{2}{3}\pi} \right)} \right) = - 1 - i \cdot {\rm{1}}{\rm{, 7321}} \end{array}\) alle weiteren Vielfachheiten sind identisch mit den drei genannten Werten!
Aloha:) Zum Ziehen der Wurzeln von komplexen Zahlen kann man diese in Polardarstellung umwandeln:$$z^3=-1=\cos\pi+i\sin\pi=e^{i\pi}=1\cdot e^{i\pi}$$Man erkennt nach dieser Umformung den Betrag \(1\) und den Winkel \(\pi\) in der Gauß'schen Zahlenebene.
Mangels einer Wohlordnung wie ≥ (oder einem "Vorzeichen") funktioniert das aber im Komplexen nicht - und zudem gibt es für eine n-te Wurzel immer n verschiedene Zahlen, die potenziert den Radikanden ergeben. Deshalb behilft man sich, Zweige zu definieren und damit Wohldefiniertheit der Wurzelfunktion auf einem Zweig zu gewährleisten, denn natürlich sollte der Funktionswert einer Wurzelfunktion eindeutig sein (sonst wäre es ja keine Funktion). ]
Es gibt also nur zwei mögliche Wurzeln - aber die sind verschiedene komplexe Zahlen. Rechnet man die beiden Zahlen explizit aus, erhält man und überlegt man sich, dass ist, kommt man zu den Lösungen die beide quadriert -32 ergeben. Links die Lösung auf dem Hauptzweig, rechts auf dem Nebenzweig der Wurzelfunktion. Man kann sich zwar grundsätzlich merken, dass für natürliche Zahlen n auf dem Hauptzweig gilt, begibt sich aber schnell auf gefährliches Terrain, wenn man versucht, das aus der angeblichen Multiplikativität der Wurzelfunktion herzuleiten - eigentlich sogar noch schlimmer als gefährliches Terrain: Das Ergebnis stimmt dann, die Begründung ist aber falsch und demnach auch der Beweis. Wurzel aus komplexer Zahl. [Im Reellen hat man keine Wurzel-Zweige, weil man für die reelle Wurzel frech einfach fordert und damit zum Beispiel -2 eben per Definition keine reelle Wurzel von 4 ist, obwohl sie ebenfalls quadriert 4 ergibt. Das funktioniert, weil es immer höchstens zwei Zahlen gibt, die als Lösung in Frage kommen und sich nur im Vorzeichen unterscheiden.
Dann, \(\sqrt{-15 - 8i}\) = x + iy ⇒ -15 – 8i = (x + iy)\(^{2}\) ⇒ -15 – 8i = (x\(^{2}\) - y\(^{2}\)) + 2ixy ⇒ -15 = x\(^{2}\) - y\(^{2}\)... (ich) und 2xy = -8... (ii) Nun (x\(^{2}\) + y\(^{2}\))\(^{2}\) = (x\(^{2}\) - y\(^{2}\))\(^{2}\) + 4x\(^{2}\)y\(^{2}\) ⇒ (x\(^{2}\) + y\(^{2}\))\(^{2}\) = (-15)\(^{2}\) + 64 = 289 ⇒ x\(^{2}\) + y\(^{2}\) = 17... (iii) [x\(^{2}\) + y\(^{2}\) > 0] Beim Auflösen von (i) und (iii) erhalten wir x\(^{2}\) = 1 und y\(^{2}\) = 16 x = ± 1 und y = ± 4. Aus (ii) ist 2xy negativ. Also haben x und y entgegengesetzte Vorzeichen. Daher x = 1 und y = -4 oder x = -1 und y = 4. Daher \(\sqrt{-15 - 8i}\) = ± (1 - 4i). Wurzel aus komplexer zahl 4. 2. Finden Sie die Quadratwurzel von i. Sei √i = x + iy. Dann, i = x + iy ⇒ i = (x + iy)\(^{2}\) ⇒ (x\(^{2}\) - y\(^{2}\)) + 2ixy = 0 + i ⇒ x\(^{2}\) - y\(^{2}\) = 0... (ich) Und 2xy = 1... (ii) Nun gilt (x\(^{2}\) + y\(^{2}\))\(^{2}\) = (x\(^{2}\) - y\(^{2} \))\(^{2}\) + 4x\(^{2}\)y\(^{2}\) (x\(^{2}\) + y\(^{2}\))\(^{2}\) = 0 + 1 = 1 ⇒ x\(^{2}\) + y\(^ {2}\) = 1... (iii), [Da, x\(^{2}\) + y\(^{2}\) > 0] Durch Lösen von (i) und (iii) erhalten wir x\(^{2}\) = ½ und y\(^{2}\) = ½ ⇒ x = ±\(\frac{1}{√2}\) und y = ±\(\frac{1}{√2}\) Aus (ii) finden wir, dass 2xy positiv ist.
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