(a) Let u = a + b i . u=a+bi. u = a + bi . Then
u 2 = ( a + b i ) 2 = a 2 − b 2 + 2 a b i u^2=(a+bi)^2=a^2-b^2+2abi u 2 = ( a + bi ) 2 = a 2 − b 2 + 2 abi Given u 2 = − 60 + 32 i . u^2=-60+32i. u 2 = − 60 + 32 i . Substitute
a 2 − b 2 + 2 a b i = − 60 + 32 i a^2-b^2+2abi=-60+32i a 2 − b 2 + 2 abi = − 60 + 32 i
a 2 − b 2 = − 60 a b = 16 \begin{matrix}
a^2-b^2=-60 \\
ab=16
\end{matrix} a 2 − b 2 = − 60 ab = 16
a 2 − 256 a 2 = − 60 b = 16 a \begin{matrix}
a^2-\dfrac{256}{a^2}=-60 \\
b=\dfrac{16}{a}
\end{matrix} a 2 − a 2 256 = − 60 b = a 16
a 4 + 60 a 2 − 256 = 0 a^4+60a^2-256=0 a 4 + 60 a 2 − 256 = 0
D = ( 60 ) 2 − 4 ( 1 ) ( − 256 ) = 4624 D=(60)^2-4(1)(-256)=4624 D = ( 60 ) 2 − 4 ( 1 ) ( − 256 ) = 4624
a 2 = − 60 ± 4624 2 ( 1 ) = − 30 ± 34 a^2=\dfrac{-60\pm\sqrt{4624}}{2(1)}=-30\pm34 a 2 = 2 ( 1 ) − 60 ± 4624 = − 30 ± 34 Since a ∈ R , a\in \R, a ∈ R , we take a 2 = − 30 + 34 = 4 a^2=-30+34=4 a 2 = − 30 + 34 = 4
a = − 2 b = − 8 \begin{matrix}
a=-2 \\
b=-8\end{matrix} a = − 2 b = − 8 Or
a = 2 b = 8 \begin{matrix}
a=2 \\
b=8\end{matrix} a = 2 b = 8
u = − 2 − 8 i o r u = 2 + 8 i u=-2-8i\ or\ u=2+8i u = − 2 − 8 i or u = 2 + 8 i
b)
z 2 − ( 3 − 2 i ) z + 5 − 5 i = 0 z²-(3-2i)z+5-5i=0 z 2 − ( 3 − 2 i ) z + 5 − 5 i = 0
D = ( 3 − 2 i ) 2 − 4 ( 1 ) ( 5 − 5 i ) = 9 − 4 − 12 i − 20 + 20 i D=(3-2i)^2-4(1)(5-5i)=9-4-12i-20+20i D = ( 3 − 2 i ) 2 − 4 ( 1 ) ( 5 − 5 i ) = 9 − 4 − 12 i − 20 + 20 i
= 9 − 4 − 12 i − 20 + 20 i = − 15 + 8 i =9-4-12i-20+20i=-15+8i = 9 − 4 − 12 i − 20 + 20 i = − 15 + 8 i
z = − ( 3 − 2 i ) ± D 2 ( 1 ) z=\dfrac{-(3-2i)\pm\sqrt{D}}{2(1)} z = 2 ( 1 ) − ( 3 − 2 i ) ± D
Let u = a + b i . u=a+bi. u = a + bi . Then
u 2 = ( a + b i ) 2 = a 2 − b 2 + 2 a b i u^2=(a+bi)^2=a^2-b^2+2abi u 2 = ( a + bi ) 2 = a 2 − b 2 + 2 abi Suppose that u 2 = D = − 15 + 8 i . u^2=D=-15+8i. u 2 = D = − 15 + 8 i . Substitute
a 2 − b 2 + 2 a b i = − 15 + 8 i a^2-b^2+2abi=-15+8i a 2 − b 2 + 2 abi = − 15 + 8 i
a 2 − b 2 = − 15 a b = 4 \begin{matrix}
a^2-b^2=-15 \\
ab=4
\end{matrix} a 2 − b 2 = − 15 ab = 4
a 2 − 16 a 2 = − 15 b = 4 a \begin{matrix}
a^2-\dfrac{16}{a^2}=-15 \\
b=\dfrac{4}{a}
\end{matrix} a 2 − a 2 16 = − 15 b = a 4
a 4 + 15 a 2 − 16 = 0 a^4+15a^2-16=0 a 4 + 15 a 2 − 16 = 0
D = ( 15 ) 2 − 4 ( 1 ) ( − 16 ) = 289 D=(15)^2-4(1)(-16)=289 D = ( 15 ) 2 − 4 ( 1 ) ( − 16 ) = 289
a 2 = − 15 ± 289 2 ( 1 ) = − 15 ± 17 2 a^2=\dfrac{-15\pm\sqrt{289}}{2(1)}=\dfrac{-15\pm17}{2} a 2 = 2 ( 1 ) − 15 ± 289 = 2 − 15 ± 17 Since a ∈ R , a\in \R, a ∈ R , we take a 2 = − 15 + 17 2 = 1 a^2=\dfrac{-15+17}{2}=1 a 2 = 2 − 15 + 17 = 1
a = − 1 b = − 4 \begin{matrix}
a=-1 \\
b=-4\end{matrix} a = − 1 b = − 4 Or
a = 1 b = 4 \begin{matrix}
a=1 \\
b=4\end{matrix} a = 1 b = 4
u = − 1 − 4 i o r u = 1 + 4 i u=-1-4i\ or\ u=1+4i u = − 1 − 4 i or u = 1 + 4 i
z = − ( 3 − 2 i ) ± ( − 1 − 4 i ) 2 2 ( 1 ) z=\dfrac{-(3-2i)\pm\sqrt{(-1-4i)^2}}{2(1)} z = 2 ( 1 ) − ( 3 − 2 i ) ± ( − 1 − 4 i ) 2
= − 3 + 2 i ± ( − 1 − 4 i ) 2 =\dfrac{-3+2i\pm(-1-4i)}{2} = 2 − 3 + 2 i ± ( − 1 − 4 i )
z 1 = − 3 + 2 i + 1 + 4 i 2 = − 1 + 3 i z_1=\dfrac{-3+2i+1+4i}{2}=-1+3i z 1 = 2 − 3 + 2 i + 1 + 4 i = − 1 + 3 i
z 2 = − 3 + 2 i − 1 − 4 i 2 = − 2 − i z_2=\dfrac{-3+2i-1-4i}{2}=-2-i z 2 = 2 − 3 + 2 i − 1 − 4 i = − 2 − i
z = − ( 3 − 2 i ) ± ( 1 + 4 i ) 2 2 ( 1 ) z=\dfrac{-(3-2i)\pm\sqrt{(1+4i)^2}}{2(1)} z = 2 ( 1 ) − ( 3 − 2 i ) ± ( 1 + 4 i ) 2
= − 3 + 2 i ± ( 1 + 4 i ) 2 =\dfrac{-3+2i\pm(1+4i)}{2} = 2 − 3 + 2 i ± ( 1 + 4 i )
z 3 = − 3 + 2 i − 1 − 4 i 2 = − 2 − i z_3=\dfrac{-3+2i-1-4i}{2}=-2-i z 3 = 2 − 3 + 2 i − 1 − 4 i = − 2 − i
z 2 = − 3 + 2 i + 1 + 4 i 2 = − 1 + 3 i z_2=\dfrac{-3+2i+1+4i}{2}=-1+3i z 2 = 2 − 3 + 2 i + 1 + 4 i = − 1 + 3 i
z = − 2 − i o r z = − 1 + 3 i z=-2-i\ or\ z=-1+3i z = − 2 − i or z = − 1 + 3 i
Comments