40. CHO SỐ PHỨC Z CÓ MÔĐUN BẰNG 1. BIẾT MỘT ACGUMEN CỦA Z LÀ Φ, TÌM...

9.40. Cho số phức z có môđun bằng 1. Biết một acgumen của z là ϕ, tìm một acgumen của mỗi số phức sau

a) w = 2z 2 . b) w = − 1

2z . c) w = −z 2 z.

d) w = z + z. e) w = z 2 + z. f) w = z 2 + z.

Lời giải.

a) Ta có w = 2z 2 = 2(cos ϕ + i sin ϕ) 2 = 2 (cos 2ϕ + i sin 2ϕ). Do đó w có một acgumen là 2ϕ.

b) Ta có w = − 1

2 (cos (−ϕ) + i sin (−ϕ)) = cos π + i sin π

2 (cos (−ϕ) + i sin (−ϕ)) = 1

2¯ z = −1

2 (cos (π + ϕ) + i sin (π + ϕ)).

Do đó w có một acgumen là π + ϕ.

c) Ta có w = −(cos ϕ + i sin ϕ) 2 (cos (−ϕ) + i sin (−ϕ))

= (cos 2ϕ + i sin 2ϕ) (cos (π − ϕ) + i sin (π − ϕ)) = (cos (π + ϕ) + i sin (π + ϕ)).

d) Ta có w = z + ¯ z = (cos ϕ + i sin ϕ) + (cos (−ϕ) + i sin (−ϕ)) = 2 cos ϕ.

Nếu cos ϕ > 0 thì w = 2 cos ϕ (cos 0 + i sin 0) nên w có một acgumen là 0.

Nếu cos ϕ < 0 thì w = −2 cos ϕ (cos π + i sin π) nên w có một acgumen là π.

Nếu cos ϕ = 0 thì w = 0 nên w có acgumen không xác định.

e) Ta có w = (cos ϕ + i sin ϕ) 2 + (cos ϕ + i sin ϕ) = (cos 2ϕ + i sin 2ϕ) + (cos ϕ + i sin ϕ)

= 2 cos 3ϕ

cos 3ϕ

.

2 cos ϕ

2 + 2i cos ϕ

2 = 2 cos ϕ

2

2 + i sin 3ϕ

Nếu cos ϕ

nên w có một acgumen là 3ϕ