Operações com números complexos na forma polar

A multiplicação e a divisão podem ser executadas mais facilmente quando utilizamos a forma polar (trigonométrica) de representação.

Esse applet, além de mostrar como essas operações são executadas na forma trigonométrica, fornece uma interpretação geométrica para elas.


Como usar este applet:

1 – Selecione a operação desejada (multiplicação ou divisão).

2 – Ao escolher a divisão, é possível decidir se deseja visualizar também o inverso multiplicativo de z_2. Você pode pensar na divisão por z_2 como sendo a multiplicação de z_1 pelo inverso multiplicativo de  z_2.

3 – Informe os valores de z_1 e z_2 ou arraste-os no plano complexo até a posição desejada.

4 – Observe o resultado e a interpretação geométrica associada a esse resultado.

Exploração:

A multiplicação de números complexos z_1 \cdot z_2 pode ser interpretada geometricamente como uma homotetia (dilatação ou contração) de razão |z_2| e uma rotação por um ângulo arg(z_2) aplicadas ao vetor \overrightarrow{z_1} que representa z_1. Assim, o número complexo $z_1 \cdot z_2$ tem módulo |z_1| \cdot |z_2| e argumento \theta_1+\theta_2.

  1. Escolha os valores para z_1 e z_2 de tal modo que eles sejam reais. O que acontece nesse caso? Os resultados são semelhantes àqueles obtidos com a multiplicação e divisão no conjunto dos números reais?
  2. Escolha valores para z_1 e z_2 de tal modo que eles sejam imaginários  puros.
  3. Explore a multiplicação de um número complexo qualquer pela unidade imaginária e a rotação associada a essa operação.
  4. Escolha z_1 com módulo unitário e verifique que, nesse caso, apenas a rotação é observada, uma vez que o módulo do produto não se altera.
  5. Escolha valores de tal forma que  z_1=z_2. Tente estabelecer como seria o produto de  n números complexos iguais, isto é,  z^n.

Observação: A fórmula para se obter  para z^n, conhecida como Fórmula de De Moivre, é:

z^n = r^n [cos(n\theta) +i\, sen(n\theta)]

 

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