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Inhaltsverzeichnis Vorbemerkung 1. Unser Zahlensystem 1. 1 Natürliche Zahlen 1. 2 Ganze Zahlen 1. 3 Rationale Zahlen 1. 4 Reelle Zahlen 1. 5 Komplexe Zahlen 1. 5. 1 Historie 1. 2 Komplexe Zahlen als Lösung quadratischer Gleichungen 1. 3 Die imaginäre Einheit 1. 4 Imaginärzahlen und komplexe Zahlen 2. Darstellung komplexer Zahlen 2. 1 Summendarstellung 2. 2 Paardarstellung, geometrische Darstellung 2. 3 Polarkoordinaten-Darstellung (goniometrische Darstellung) 3. Rechnen mit komplexen Zahlen 3. 1 Addition und Subtraktion 3. 1. 1 Mathematische Addition oder Subtraktion 3. 2 Grafische Addition oder Subtraktion 3. 2. 1 Addition 3. Facharbeit komplexe Zahlen, Ideen für Eigenanteil? (Schule, Mathe, Mathematik). 2 Subtraktion 3. 2 Multiplikation 3. 1 Arithmetische Form 3. 2 Goniometrische Form 3. 3 Multiplikation konjugierter Zahlenpaare 3. 3 Division 3. 3. 4 Potenzieren und Radizieren 4. Komplexe Zahlen in der Praxis Nachwort: Wie reell sind reelle Zahlen? Quellen Von den uns zur Auswahl vorgeschlagenen Facharbeits-Themen haben wir uns für die "komplexen Zahlen" entschieden.
→ Division Vorraussetzung für die Division von komplexen Zahlen, ist dass man mit Komplex konjugierten rechnen kann, dies wird nach der Erläuterung der Division thematisiert werden. Zur Division von komplexen Zahlen..... This page(s) are not visible in the preview. |z|² = z⋅z¯ = (x + y ⋅ i) ⋅ (x − y ⋅ i) = x² − xyi + xyi − y²i² = x² + y² Das heißt soviel wie |z| = Wurzel (x² + y²) Dies war die Vorraussetzung um im Bereich der komplexen Zahlen zu dividieren. Facharbeit: Komplexen Zahlen - Rechnen und Rechenregeln - Fachbereichsarbeit. 6. Pragmatische Rechenregeln Am einfachsten lassen sich die Rechnungen, mithilfe der pragmatischen Rechenregeln durchführen: Die schon gerade eben im Punkt "Rechnungen" erwähnte Multiplikation der komplexen Zahlen, kann wenn es die Vorgabe ermöglicht in algebraischer Form zum Vorteil oder aber auch in Exponentialform, also der Addition von Argumenten und der Multiplikation von Beträgen durchgeführt werden. Angekommen bei der Division von komplexen Zahlen dividiert man bei diesen Rechenregeln die Beträge in Exponentialform, weiterführend werden die Argumente, auch Winkel genannt, subtrahiert.
Dieses hat verschiedene Vorteile, die nachher noch verdeutlicht werden. Ein Punkt in einer Ebene, lässt sich bei den komplexen Zahlen genau wie bei den reellen Zahlen durch x und y eindeutig bestimmen. Hierbei gibt es zwei Möglichkeiten, wie die Umrechnung in Koordinatenform erfolgen kann. Die Lage wird entweder beschrieben durch: a. Strecke, Abstand r zwischen O/P (Abb. 3) oder b. Winkel, Drehwinkel φ im Koordinatensystem (Abb. 4) Die Zahl wird jetzt in der Form: z=r (cos φ+ i sin φ) dargestellt. Allgemein gilt für die Umrechnung von Beispiel zu a: x=6 und y=9 Beispiel zu b: r=7 und φ=52° p (4, 31/5, 52i) Multiplikation und Division mit Polarkoordinaten z stellt die neue Länge des Vektors da, während φ 1+ φ 2 der neue Winkel ist. Multiplikation: z 1* z 2 This page(s) are not visible in the preview. Die Julia-Mengen wurde von dem Französischen Mathematiker Gaston Julia entdeckt und stellen unendliche Mengen in einem 2 dimensionalem Koordinatensystem da. Es ist eine komplexe Ebene, die nicht, wie sonst üblich, die Achsen mit x und y beschriftet hat, sondern mit "Realteil" und "Imaginärteil" beschriftet wird.
Imaginäre Zahlen haben somit die Befugnis alle nur möglichen reellen Vielfachen, der imaginären Zahl i anzunehmen. Man sollte beachten, dass man vor Anwendung der Rechenregeln, wir imaginäre Zahlen wie ein Produkt darstellen müssen, dass einen..... This page(s) are not visible in the preview. Die Punkte auf der imaginären Achse entsprechen den reellen Vielfachen von i. Sie werden imaginäre Zahlen genannt. Für jede komplexe Zahl z=x+iy (mit x als Realteil und y als Imaginärteil) bezeichnen wir die komplexe Zahl als die zu z komplex konjugierte Zahl (oder kurz als komplex Konjugierte von z). " i Der benutzte Name "imaginär" bedeutet so viel wie "eingebildet". Es hat lange gedauert bis es überhaupt Menschen gab die an diese "imaginäre Einheit" geglaubt haben und es gab lange Misstrauen, da dass Quadrat einer Zahl eigentlich nicht negativ sein kann. Wir Menschen haben diese Zahlen sehr lange abgelehnt, da es für uns keinen Sinn ergab, wenn jemand sagte er hat 2, 7 oder 9 Hunde war das logisch, jedoch ergab -2 Hunde für uns keinen wirklichen Sinn.
Es geht bei den " komplexen Zahlen" um Zahlen, die man sich nur vorstellen kann, da sie nicht greifbar sind. Die komplexen Zahlen können bei einer Vielzahl von Wissenschaften genutzt werden und finden in Mathematik, Physik und anderen Naturwissenschaften ihre Anwendungen. Diese Facharbeit kann allerdings nicht alle Aufgabengebiete erklären, sodass ich zu dem Entschluss gekommen bin, zuerst das Rechnen mit dieser Art von Zahlen zu zeigen und nur einen Anwendungsbereich näher zu erläutern. Daher erhält man in dieser Facharbeit nur einen groben Überblick über das Thema mit wenig Anwendungsbezug. Wie kam es zu den komplexen Zahlen und wie definiert man diese? Zuerst einmal muss auf die Entstehung des Zahlensystems aufmerksam gemacht werden. Als erstes definierte man die natürlichen Zahlen (). Dieses sind ganze Zahlen, welche alle positiv sein müssen. Bei den natürlichen Zahlen lassen sich Multiplikation und Addition immer ausführen. Möchte man jedoch auch Division und Subtraktion nutzen, so sind sehr enge Grenzen gesetzt, da negative oder rationale Zahlen entstehen können.
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