Complexe getallen: Complexe veeltermen
Het begrip complexe veelterm
Het oplossen van vergelijkingen is een belangrijke bezigheid in de wiskunde. Met complexe getallen kunnen we meer vergelijkingen aan dan met enkel reële getallen. Een veel voorkomend type is de veeltermvergelijking. In deze paragraaf bespreken we het begrip complexe veelterm en veeltermvergelijkingen. Het zijn uitbreidingen van de begrippen die bij de theorie Het begrip veelterm al voor reële getallen behandeld zijn.
Een uitdrukking van de gedaante
waarin complexe getallen zijn en een variabele, heet een complexe veelterm in . Als , dan heet de graad van de veelterm. Een veelterm van de graad wordt ook wel lineair genoemd en een veelterm van de graad kwadratisch. De getallen heten de coëfficiënten van de veelterm. Als ze alle reëel zijn, dan noemen we de veelterm reëel. Het getal heet de constante term, het getal de leidende coëfficiënt.
Laat een veelterm zijn. De vergelijking , en elke vergelijking die deze vorm heeft na herleiding door alle termen naar links te brengen, heet een veeltermvergelijking. Als , dan heet een nulpunt van de veelterm, of ook wel een wortel of oplossing van de veeltermvergelijking .
De afbeelding die aan een complex getal de waarde toevoegt, heet een veeltermfunctie.
De veelterm heeft graad . De veelterm is reëel en kwadratisch.
De definitie kent geen graad toe aan de veelterm . Soms spreekt men af dat de graad van gelijk is aan . Voor de rekenregels is het van belang dat de graad van kleiner is dan , de graad van een constante veelterm die ongelijk is aan .
De veelterm heeft graad . De bijbehorende veeltermfunctie is de constante functie , die aan het getal toevoegt. We gebruiken hier weer de notatie , hoewel dit bij de introductie van de constante functie een reële functie was. Het domein van is hier uitgebreid naar . De functie met domein is dan en slechts dan reëelwaardig als reëel is.
De volgende regels geven aan hoe we veeltermen kunnen optellen, aftrekken en vermenigvuldigen.
Rekenkundige bewerkingen voor complexe veeltermen
Laat en twee veeltermen zijn van graad respectievelijk . We nemen aan dat . Laat verder een reëel getal zijn.
De volgende uitdrukkingen zijn ook veeltermen:
- , waarin voor
- , waarin de coëfficiënt van voor algemene gelijk is aan .
Het quotiënt van twee veeltermen is niet altijd een veelterm, maar geeft wel een rationale functie. Hierop gaan we later in. We kunnen wel delen op met rest. Ook hier gaan we later op in.
Als gevolg van deze wetten, die overeenkomen met wat we weten van reële veeltermen, gelden allerlei regels die we kennen voor reële veeltermen, ook voor complexe getallen. Voorbeelden zijn de bananenformule, merkwaardige producten en het binomium van Newton.
- De graad van is de graad van als .
- De graad van is de som van de graden van en .
- Als , dan is de graad van gelijk aan de graad van .
- Als , dan is de graad van kleiner dan of gelijk aan de graad van .
Om de uitspraken te bewijzen schrijven we en als boven. We nemen aan dat en niet zijn, en dat .
1. De leidende coëfficiënt van is ; deze komt voor als coëfficiënt van . Vandaar dat de graad van gelijk is aan .
2. De leidende coëfficiënt van is ; deze komt voor als coëfficiënt van . Vandaar dat de graad van gelijk is aan .
3. De leidende coëfficiënt van is ; deze komt voor als coëfficiënt van . Vandaar dat de graad van gelijk is aan .
4. De leidende coëfficiënt van is , tenzij dit getal gelijk is aan nul; deze komt voor als coëfficiënt van . Vandaar dat de graad van kleiner dan of gelijk is aan .
Deze waarde wordt verkregen door voor in te vullen in . Dit geeft
omptest.org als je een OMPT examen moet maken.