Смекни!
smekni.com

Комплексные числа в планиметрии (стр. 7 из 10)

2) Формулой (4а) для точек M, N, P:

(из условия задачи);

3) Формулой (11),- коллинеарности точек M, N, P:

Теперь простой проверкой убеждаемся в том, что из 1)

2)
3).

ПРЯМАЯ И ОКРУЖНОСТЬ НА ПЛОСКОСТИ КОМПЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛ

Пусть произвольной точке М плоскости комплексных чисел соответ­ствует комплексное число

. Из равенств
и
од­нозначно выражаются декартовы координаты х и у точки М через комплекс­ные числа
и
:

(1)

Поэтому комплексные числа z и

называются сопряженными комплексными координатами этой точки.

Формулы (1) позволяют осуществить переход от уравнения геометри­ческой фигуры в декартовых координатах к ее уравнению в сопряженных комплексных координатах. Однако сейчас мы предпочли непосредственное рассмотрение уравнений в сопряженных комплексных координатах.

Геометрический смысл уравнения

Найдем множество точек плоскости, сопряженные комплексные коорди­наты которых удовлетворяют уравнению

(2)

Сначала выделим особый случай, когда с=0. Тогда имеем систему отно­сительно

и

второе уравнение которой получается из первого переходом к сопряжен­ным числам. Уравнивая коэффициенты при

, путем вычитания второго уравнения из первого получаем:

Если

, т.е.
, то решением полученного уравнения, а значит, и решением исходного уравнения
будет единственное число z=0. При
уравнение
напишем в виде
. Модули левой и правой частей равны. Необходимо, чтобы
, откуда
. Этому условию удовлет­воряет каждая точка прямей m, проходящей через начало под углом
к действительной оси (рис.1). Так, уравнением

(3)

задается прямая при

и точка
при
.

Пусть теперь

. Свободный член уравнения (2) можно всегда сделать действительным числом путем умно­жения обеих частей уравнения на с. Поэтому сразу будем полагать
Тогда имеем систему:

из которой получаем:

. Рассмотрим возможные случаи.

Если

, то
и подстановкой в исходное уравнение получаем:
или
.

При

его решение единственно:

При

решений нет.

Если

, то
и
, т. е.
. В этом случае уравнением (2) при
прямая. В самом деле, возьмем точку
и век­тор
точки В(b) и рассмотрим множество точек М(z), для каждой из ко­торых (MQ)
(
OB):

(4)

Очевидно, это множество есть прямая. При

и
уравнение (4) эквивалентно уравнению (2).

Таким образом, при

и
уравнение (2) есть уравнение прямой, которая проходит через точку
перпендикулярно вектору
.

Наконец, отметим случай, когда

, но
. Тогда система

приводит к противоречию:

, т.е.
.

Подведем итоги. Уравнением

, в котором хотя бы один из коэффициентов a и b отличен от нуля, задается:

1) прямая при |а|=|b|, с=0, а также при

;

2) единственная точка при

;

3) пустое множество в иных случаях, т. е. при |a| = |b|,

, а так­же при

,
.

Достигнув поставленной цели, возвратимся снова к системе:

не налагая ограничений на коэффициенты а, b, с, кроме того, что a и bне равны нулю одновременно. Уравнивая коэффициенты при

, приходим к уравнению
, которое:

а) имеет единственное решение при

;

б) имеет бесконечное множество решений при

и
;

в) не имеет решений при

и
.

Отсюда и на основании результата предыдущих исследований получаем, что уравнение

определяет: