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12 Komplexe Zahlen

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Academic year: 2022

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Vorkurs Mathematik für Chemiker – WS2020/21 Übungsblatt 5

Dr. Dirk Bender & Dr. Alexander Schubert,

Institut f¨ur Physikalische Chemie, Friedrich-Schiller-Universit¨at Jena

11 Vektorrechnung

11.1 Gegeben sind die Vektoren~a= 2 3

!

,~b= 5 4

!

und~c= 3

−1

! . Bestimmen Sie zeichnerisch und rechnerisch:

(a) ~a−~c (b) ~c−~a (c) ~a+~b−~c

11.2 Welche Eigenschaften haben die Vektoren~aund~b, wenn folgende Beziehungen gelten:

(a) ~a+~b=~c und a+b=c (b) ~a+~b=~a−~b

(c)~a+~b=~c und a2+b2=c2 (d)~a·~b=0 mit a,b6=0.

11.3 Berechnen Sie f¨ur die Vektoren~a=

 1 2 3

 und~b=

 3

−1 2

: (a) die Betr¨age|~a|und |~b|;

(b) das Skalarprodukt~a·~b;

(c) den Winkel6 (~a,~b);

(d) die Fl¨ache des durch~a und~b aufgespannten Parallelogramms.

11.4 Gegeben seien die Ortsvektoren~r1(t1) =

 1 7 2

und~r2(t2) =

−4 5 3

 sowie das Zeitinterfall

∆t=t2−t1=0,4. Bestimmen Sie den Differenzvektor∆~r=~r2(t2)−~r1(t1) und anschließend durch sakare Multiplikation den Term ∆t~r. Welche Bedeutung hat dieser Term?

11.5 Zerlegen Sie den Vektor~a=

−2

−1 2

 in Komponenten parallel und normal zu~b=

−5 3 4

. 11.6 Welchen Wert hat der Ausdruck (~a·~b)2+ (~a×~b)2?

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12 KOMPLEXE ZAHLEN

12 Komplexe Zahlen

12.1 Berechnen Sie z+w,z·w,|z|, und wz f¨urz=1+2i and w=3−i. 12.2 Berechnen Sie v=i·(2−3i)2·(1+i).

12.3 Berechnen Sie die konjugiert komplexe Zahl zu z=r·eiφ und geben Sie die Eulersche Darstel- lung an.

12.4 Es sei z=a+ib. Bestimmen Sie|ez|.

12.5 Berechnen Sie ei,eiπ,eiπ,e±iπ/2.

12.6 Berechnen Sie mittels trigonometrischer Darstellungz=

2

2 +i222020

. 12.7 Berechnen Sie z= 3i

2+i 2.

2

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