5.3  De formule van de Moivre >
1
a

| z | = 1 , dus | z | n = 1 .
arg ⁡ ( z n ) = n ⋅ arg ⁡ ( z ) = n ⋅ ϕ op een veelvoud van 2 π na.

b

De linkerkant zonder haakjes schrijven:
( cos ⁡ ( ϕ ) + i ⋅ sin ⁡ ( ϕ ) ) 2 = cos ⁡ 2 ( ϕ ) − sin ⁡ 2 ( ϕ ) + 2 i ⋅ sin ⁡ ( ϕ ) cos ⁡ ( ϕ ) .
De rechterkant is cos ⁡ ( 2 ϕ ) + i ⋅ sin ⁡ ( 2 ϕ ) .
Je krijgt de verdubbelingsformules: cos ⁡ ( 2 ϕ ) = cos ⁡ 2 ( ϕ ) − sin ⁡ 2 ( ϕ ) en
sin ⁡ ( 2 ϕ ) = 2 sin ⁡ ( ϕ ) cos ⁡ ( ϕ ) .

2
a

arg ⁡ ( 1 2 + 1 2 i 3 ) = 1 3 π , dus arg ⁡ ( ( 1 2 + 1 2 i 3 ) 10 ) = ‐ 2 3 π , dus ( 1 2 + 1 2 i 3 ) 10 = cos ⁡ ( ‐ 2 3 π ) + i sin ⁡ ( ‐ 2 3 π ) = ‐ 1 2 − 1 2 i 3 .
arg ⁡ ( 1 2 − 1 2 i 3 ) = ‐ 1 3 π , dus arg ⁡ ( ( 1 2 − 1 2 i 3 ) 10 ) = 2 3 π , dus ( 1 2 − 1 2 i 3 ) 10 = cos ⁡ ( 2 3 π ) + i sin ⁡ ( 2 3 π ) = ‐ 1 2 + 1 2 i 3 .
arg ⁡ ( 1 2 2 − 1 2 i 2 ) = ‐ 1 4 π , dus arg ⁡ ( ( 1 2 2 − 1 2 i 2 ) 10 ) = ‐ 1 2 π , dus ( 1 2 2 − 1 2 i 2 ) 10 = cos ⁡ ( ‐ 1 2 π ) + i sin ⁡ ( ‐ 1 2 π ) = ‐ i .

b

1 + i 3 = 2 ⋅ ( 1 2 + 1 2 i 3 ) , dus ( 1 + i 3 ) 10 = 2 10 ⋅ ( 1 2 + 1 2 i 3 ) 10 = ‐ 512 − 512 i 3 .

3
a

Regel 1 is flauw.
Regel 2.
( a + b i ) ( c + d i ) ¯ = ( a c − b d ) + ( a d + b c ) i ¯ = ( a c − b d ) − ( a d + b c ) i en
( a + b i ) ¯ ⋅ ( c + d i ) ¯ = ( a − b i ) ⋅ ( c − d i ) = ( a c − b d ) − ( a d + b c ) i .
Dus: z ⋅ w ¯ = z ¯ ⋅ w ¯ .
Regel 3.
( a + b i ) ⋅ ( a + b i ) ¯ = ( a + b i ) ⋅ ( a − b i ) = a 2 + b 2 , dus z ⋅ z ¯ = | z | 2 .
Regel 4 en 5 zijn flauw.

b

Als z oplossing is, dan z 3 = 11 z − 20 , dus ook z 3 ¯ = 11 z − 20 ¯ , dus z ¯ 3 = 11 z ¯ − 20 ¯ = 11 z ¯ − 20 .

c

( 2 + i ) 3 = i 3 + 6 i 2 + 12 i + 8 = 11 i + 2 = 11 ( i + 2 ) − 20 .
2 + i ¯ = 2 − i is ook oplossing.

4

Spiegelen in de reële as

5
a

z ⋅ z ¯ | z | 2 = z ⋅ z ¯ | z | 2 = 1

b

( 1 + i ) ‐ 1 = 1 − i 2 = 1 2 − 1 2 i ;
controle: ( 1 + i ) ( 1 2 − 1 2 i ) = 1 2 ( 1 + i ) ( 1 − i ) = 1 2 ( 1 − i 2 ) = 1 .
1 3 + 1 2 i 1 9 + 1 4 = 12 + 18 i 4 + 9 = 12 13 + 18 13 i ;
controle: ( 1 3 − 1 2 i ) ( 12 13 + 18 13 i ) = 36 13 ( 1 3 − 1 2 i ) ( 1 3 + 1 2 i ) = 36 13 ( 1 9 + 1 4 ) = 1 .

c

Dan z ‐ 1 = z ¯ , dus spiegelen in de reële as.

d

a a 2 + b 2 − b a 2 + b 2 ⋅ i

6
a

z = 1 2 + 1 2 i

b

( 2 + i ) ‐ 1 = 2 5 − 1 5 i , dus z = ( 2 + i ) ‐ 1 ( 4 + 3 i ) = ( 2 5 − 1 5 i ) ( 4 + 3 i ) = 2 1 5 + 2 5 i .

c

( 2 + 3 i ) z + 3 + i = ‐ 2 + 13 i ⇔ ( 2 + 3 i ) z = ‐ 5 + 12 i , dus z = ( 2 + 3 i ) ‐ 1 ( ‐ 5 + 12 i ) = ( 2 13 − 3 13 i ) ( ‐ 5 + 12 i ) = 2 + 3 i .

7
a

1 → 1 , 1 + i → 1 2 − 1 2 i en 1 − i → 1 2 + 1 2 i .

b

De straal is 1 2 en het middelpunt 1 2 (dus 1 2 + 0 ⋅ i .

c

Een punt op de lijn Re ⁡ ( z ) = 1 zijn van de vorm 1 + t ⋅ i , met t uit ℝ . De inverse van zo'n punt is: 1 t 2 + 1 − t t 2 + 1 ⋅ i .
Een vergelijking van de cirkel met middelpunt 1 2 en straal 1 2 is: ( Re ⁡ ( z ) − 1 2 ) 2 + ( Im ⁡ ( z ) ) 2 = 1 4 .
We onderzoeken of de inverse hieraan voldoet.
( 1 t 2 + 1 − 1 2 ) 2 + ( t t 2 + 1 ) 2 = 1 ( t 2 + 1 ) 2 − t 2 + 1 ( t 2 + 1 ) 2 + 1 4 + t 2 ( t 2 + 1 ) 2 = 1 4 . Dus de punten z ‐ 1 met Re ⁡ ( z ) = 1 liggen op de cirkel.

d

Re ⁡ ( z ‐ 1 ) neemt alle waarden uit het interval < 0   ,   1 ] aan en Im ⁡ ( z ‐ 1 ) alle waarden uit het interval [   ‐ 1 2 ,   1 2 ] , (teken de grafiek!).
Je krijgt één punt niet, namelijk 0 . Je komt er wel van twee kanten dichtbij namelijk als t → ∞ en als t → ‐ ∞ .