জটিল রাশির বর্গমূল নির্ণয় ( Square Root of Complex Numbers)

Submitted by arpita pramanik on Thu, 08/27/2020 - 16:13

জটিল রাশির বর্গমূল নির্ণয় (To find the square root of Complex Numbers)

 

মনে করি , [tex]a + ib[/tex] জটিল রাশি ( যেখানে a , b হল বাস্তব এবং [tex]b \ne 0[/tex] ) এর বর্গমূল নির্ণয় করতে হবে । 

ধরি [tex]\sqrt {a + ib}  = x + iy[/tex] , যেখানে x , y বাস্তব । 

তাহলে 

[tex]\begin{array}{l}
{\left( {\sqrt {a + ib} } \right)^2} = {\left( {x + iy} \right)^2}\\
 \Rightarrow a + ib = {x^2} + 2ixy - {y^2}
\end{array}[/tex]

দুটি জটিল রাশির সমতা থেকে পাই 

[tex]\begin{array}{l}
a = {x^2} - {y^2}\\
b = 2xy
\end{array}[/tex]

আমরা জানি 

[tex]\begin{array}{l}
{\left( {{x^2} + {y^2}} \right)^2} = {\left( {{x^2} - {y^2}} \right)^2} + 4{x^2}{y^2}\\
 \Rightarrow {x^2} + {y^2} = \sqrt {{{\left( {{x^2} - {y^2}} \right)}^2} + {{\left( {2xy} \right)}^2}} \\
 \Rightarrow {x^2} + {y^2} = \sqrt {{a^2} + {b^2}} 
\end{array}[/tex]

অতএব 

[tex]\begin{array}{l}
{x^2} = \frac{1}{2}\left( {a + \sqrt {{a^2} + {b^2}} } \right)\\
 \Rightarrow x =  \pm \frac{{\sqrt {a + \sqrt {{a^2} + {b^2}} } }}{{\sqrt 2 }}\\
{y^2} = \frac{1}{2}\left( {\sqrt {{a^2} + {b^2}}  - a} \right)\\
 \Rightarrow y =  \pm \frac{{\sqrt {\sqrt {{a^2} + {b^2}}  - a} }}{{\sqrt 2 }}
\end{array}[/tex]

যদি b > 0 হলে x এবং y এর মান ধনাত্মক অথবা x এবং y দুটোর মান ঋণাত্মক হবে। কারণ b = 2xy .

এখন 

[tex]\begin{array}{l}
\sqrt {a + ib} \\
 = x + iy\\
 =  \pm \left( {\frac{{\sqrt {a + \sqrt {{a^2} + {b^2}} } }}{{\sqrt 2 }} + i\frac{{\sqrt {\sqrt {{a^2} + {b^2}}  - a} }}{{\sqrt 2 }}} \right)
\end{array}[/tex]

হবে।

আবার যদি b < 0 হয় , তাহলে x এবং y বিপরীত চিহ্ন যুক্ত হবে । 

তখন 

[tex]\begin{array}{l}
\sqrt {a + ib} \\
 = x - iy\\
 =  \pm \left( {\frac{{\sqrt {a + \sqrt {{a^2} + {b^2}} } }}{{\sqrt 2 }} - i\frac{{\sqrt {\sqrt {{a^2} + {b^2}}  - a} }}{{\sqrt 2 }}} \right)
\end{array}[/tex]

হবে । 

 

► 1 এর ঘনমূল নির্ণয় (To find the Cube Roots of Unity)

  মনে করি 1 এর ঘনমূল x , অর্থাৎ [tex]\sqrt[3]{1} = x[/tex]

অতএব 

[tex]\begin{array}{l}
{x^3} = 1\\
 \Rightarrow {x^3} - 1 = 0\\
 \Rightarrow \left( {x - 1} \right)\left( {{x^2} + x + 1} \right) = 0
\end{array}[/tex]

দেখা যাচ্ছে হয় [tex]\left( {x - 1} \right) = 0[/tex] অথবা [tex]\left( {{x^2} + x + 1} \right) = 0[/tex]

যদি [tex]\left( {x - 1} \right) = 0[/tex] হয় , তাহলে x = 1 হবে। 

যদি [tex]\left( {{x^2} + x + 1} \right) = 0[/tex] হয় , তাহলে 

[tex]\begin{array}{l}
\left( {{x^2} + x + 1} \right) = 0\\
 \Rightarrow {x^2} + 2x \cdot \frac{1}{2} + \frac{1}{4} - \frac{1}{4} + 1 = 0\\
 \Rightarrow {x^2} + 2x \cdot \frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{3}{4} = 0\\
 \Rightarrow {\left( {x + \frac{1}{2}} \right)^2} =  - \frac{3}{4}\\
 \Rightarrow x + \frac{1}{2} =  \pm i\frac{{\sqrt 3 }}{2}\\
 \Rightarrow x =  - \frac{1}{2} \pm i\frac{{\sqrt 3 }}{2} = \frac{{ - 1 \pm i\sqrt 3 }}{2}
\end{array}[/tex]

অতএব 1 এর তিনটি ঘনমূল হল 1 , [tex]\frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}[/tex] এবং [tex]\frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}[/tex]

দেখা যাচ্ছে মূল তিনটির মধ্যে একটি বাস্তব ও বাকি দুটি অবাস্তব । 

 

►1 এর ঘনমূলের তিনটি ধর্ম (Three Properties of Cube Root of Unity)

(1) 1 এর অবাস্তব ঘনমূল দুটি একটি অন্য টির বর্গ 

এখন 1 এর একটি অবাস্তব ঘনমূল হল [tex]\frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}[/tex]

[tex]\begin{array}{l}
{\left( {\frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}} \right)^2}\\
 = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^2} + 2 \cdot \left( { - 1} \right) \cdot i\sqrt 3  + {{\left( {i\sqrt 3 } \right)}^2}}}{4}\\
 = \frac{{1 - 2i\sqrt 3  - 3}}{4}\\
 = \frac{{ - 2 - 2i\sqrt 3 }}{4}\\
 = \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}
\end{array}[/tex]

অনুরূপে আমরা প্রমাণ করতে পারি [tex]{\left( {\frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}} \right)^2} = \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}[/tex]

 

(2) 1 এর অবাস্তব দুটি ঘনমূলের গুণফল 1 হয় 

1 এর দুটি অবাস্তব ঘনমূল হল [tex]\frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2},\frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}[/tex]

এখন তাদের গুণফল হল 

[tex]\begin{array}{l}
\frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2} \times \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}\\
 = \frac{{\left( { - 1 - i\sqrt 3 } \right) \times \left( { - 1 + i\sqrt 3 } \right)}}{4}\\
 = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^2} - {{\left( {i\sqrt 3 } \right)}^2}}}{4}\\
 = \frac{{1 + 3}}{4}\\
 = \frac{4}{4} = 1
\end{array}[/tex]

 

(3) 1 এর ঘনমূল তিনটির সমষ্টি শূন্য হয় 

  1 এর তিনটি ঘনমূল হল 1 , [tex]\frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}[/tex] এবং [tex]\frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}[/tex]

তাদের যোগফল হল 

[tex]\begin{array}{l}
1 + \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2} + \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}\\
 = \frac{{2 - 1 + i\sqrt 3  - 1 - i\sqrt 3 }}{2}\\
 = \frac{{2 - 2}}{2}\\
 = \frac{0}{2} = 0
\end{array}[/tex]

[ 1 এর ঘনমূল তিনটিকে সাধারণত 1 , [tex]\omega [/tex] এবং [tex]{\omega ^2}[/tex] দ্বারা প্রকাশ করা হয় ।

যেখানে [tex]\omega  = \frac{{ - 1 + i\sqrt 3 }}{2}[/tex] এবং [tex]{\omega ^2} = \frac{{ - 1 - i\sqrt 3 }}{2}[/tex]

[tex]\begin{array}{l}
{\omega ^4} = {\omega ^3} \cdot \omega  = \omega \\
{\omega ^5} = {\omega ^3} \cdot {\omega ^2} = {\omega ^2}\\
{\omega ^6} = {\left( {{\omega ^3}} \right)^2} = 1
\end{array}[/tex]

অর্থাৎ [tex]{\omega ^3} = 1[/tex]]

 

 

Comments

Related Items

করণী (surds)

মূলদ সংখ্যা : যদি কোনো সংখ্যা কে p/q (p,q অখণ্ড সংখ্যা ,q≠0) আকারে প্রকাশ করা যায় তাহলে ঐ সংখ্যা কে মূলদ সংখ্যা (rational number) বা প্রমেয় রাশি (commensurable quantity) বলে।

সূচকের নিয়মাবলি (Laws of indices)

সূচকের নিয়মাবলি সূচক নিয়মাবলি (Laws of index) নিধান ও সূচক (Base and Index) যদি m একটি অখণ্ড ধনাত্মক সংখ্যা হয় তবে, এই সবক্ষেত্রে 3, x, -2 কে নিধান এবং 4, 5, 3 কে যথাক্রমে এর শক্তির সূচক বলা হয় ।

বীজগণিত (Algebra)

বীজগণিত (Algebra)

Surds and Indices :   Fundamental laws of Surds and Indices, simple applications.

Class XI Mathematics Study material

গণিত একাদশ শ্রেণির জন্য, বিষয় সমূহ - ...