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Complex Numbers in Class 11

1.कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ (Complex Numbers in Class 11),सम्मिश्र संख्याएँ कक्षा 11 (Complex Numbers Class 11):

कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ (Complex Numbers in Class 11) के इस आर्टिकल में सम्मिश्र संख्याओं,सम्मिश्र संख्या का मापांक व कोणांक,आर्गंड तल और ध्रुवीय निरूपण,द्विघातीय समीकरण आदि के बारे में अध्ययन करेंगे।
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2.कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ के उदाहरण (Complex Numbers in Class 11 Examples):

Example:1. [i18+(1i)25]3\left[i^{18}+\left(\frac{1}{i}\right)^{25}\right]^3 का मान ज्ञात कीजिए।
Solution: [i18+(1i)25]3=[(i4)4(i2)+1(i4)6×1i]3=[(1)(1)+1(1)6×ii2]3[i4=1,i2=1]=[1+i(1)]3=(1i)3=(1)3+3(1)2(i)+3(i)2(1)+(i)3=13i+3i2i=23i+i=22i\left[i^{18}+\left(\frac{1}{i}\right)^{25}\right]^3 \\ =\left[\left(i^4\right)^4 \left(i^2\right) +\frac{1}{(i^4)^6} \times \frac{1}{i}\right]^3 \\ =\left[(1)(-1)+\frac{1}{(1)^6} \times \frac{i}{i^2}\right]^3 \\ \left[\because i^4=1, i^2=-1\right] \\ =\left[-1+\frac{i}{(-1)}\right]^3 \\ =(-1-i)^3 \\ =(-1)^3+3(-1)^2(-i)+3(-i)^2(-1)+(-i)^3 \\ =-1-3 i+3-i^2 \cdot i \\ =2-3 i+i \\ =2-2 i
Example:2.किन्हीं दो सम्मिश्र संख्याओं z1z_1 और z2z_2 के लिए सिद्ध कीजिए:

Re(z1z2)=Rez1Rez2Imz1Imz2\operatorname{Re}\left(z_1 z_2\right)=\operatorname{Re} z_1 \operatorname{Re} z_2-\operatorname{Im} z_1 \operatorname{Im} z_2
Solution: Re(z1z2)=Rez1Rez2Imz1Imz2\operatorname{Re}\left(z_1 z_2\right)=R e z_1 R e z_2-\operatorname{Im} z_1 \operatorname{Im} z_2
माना z1=a+ib,z2=c+idz1z2=(a+ib)(c+id)=ac+ibc+iad+i2bd=(acbd)+i(bc+ad)[i2=1]Re(z1z2)=acbd=Rez1Rez2Imz1Imz2Re(z1z2)=Rez1Rez2Imz1Imz2z_1=a+i b, z_2=c+i d \\ z_1 z_2=(a+i b) \cdot(c+i d) \\ =a c+i b c+i a d+i^2 b d \\ =(a c-b d)+i(b c+a d) \\ \left[\because i^2=-1\right] \\ \operatorname{Re}\left(z_1 z_2\right)=a c-b d \\ =\operatorname{Re} z_1 \operatorname{Re} z_2-\operatorname{Im} z_1 \operatorname{Im} z_2 \\ \Rightarrow \operatorname{Re} \left(z_1 z_2\right)=\operatorname{Re} z_1 \operatorname{Re} z_2-\operatorname{Im} z_1 \operatorname{Im} z_2
Example:3. (114i21+i)(34i5+i)\left(\frac{1}{1-4 i}-\frac{2}{1+i}\right)\left(\frac{3-4 i}{5+i}\right) को मानक रूप में परिवर्तित कीजिए।
Solution: (114i21+i)(34i5+i)=(1+4i(14i)(1+4i)2(1i)(1+i)(1i))((34i)(5i)(5+i)(5i))=(1+4i116i222i1i2)(153i20i+4i225i2)=(1+4i1+1622i1+1)(1523i425+1)=(1+4i1722i2)(1123i26)=(2+8i34+34i)34×(1123i)2i=(32+42i34)(1123i26)=352+736i+462i966i2884=352+966+1198i884=614+1198i884=307+599i442\left(\frac{1}{1-4 i}-\frac{2}{1+i}\right)\left(\frac{3-4 i}{5+i}\right) \\ =\left(\frac{1+4 i}{(1-4 i)(1+4 i)}-\frac{2(1-i)}{(1+i)(1-i)}\right)\left(\frac{(3-4 i)(5-i)}{(5+i)(5-i)}\right) \\ =\left(\frac{1+4 i}{1-16 i^2}-\frac{2-2 i}{1-i^2}\right)\left(\frac{15-3 i-20 i+4 i^2}{25-i^2}\right) \\ =\left(\frac{1+4 i}{1+16}-\frac{2-2 i}{1+1}\right)\left(\frac{15-23 i-4}{25+1}\right) \\ =\left(\frac{1+4 i}{17}-\frac{2-2 i}{2}\right)\left(\frac{11-23 i}{26}\right) \\ =\frac{(2+8 i-34+34 i)}{34} \times \frac{(11-23 i)}{2 i} \\ =\left(\frac{-32+42 i}{34}\right) \left(\frac{11-23 i}{26}\right) \\ =\frac{-352+736 i+462 i-966 i^2}{884} \\ =\frac{-352+966+1198 i}{884} \\ =\frac{614+1198 i}{884} \\ =\frac{307+599 i}{442}
Example:4.यदि xiy=aibcidx-i y=\sqrt{\frac{a-i b}{c-i d}} ,तो सिद्ध कीजिए कि (x2+y2)2=a2+b2c2+d2\left(x^2+y^2\right)^2 =\frac{a^2+b^2}{c^2+d^2}
Solution: xiy=aibcidx-i y=\sqrt{\frac{a-i b}{c-i d}}
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर:

(xiy)2=aibcidx2y22ixy=(aib)(c+id)(cid)(c+id)=(ac+bd)+i(adbc)c2i2d2x2y22ixy=(ac+bd)+i(adbc)c2+d2[i2=1](x-i y)^2=\frac{a-i b}{c-i d} \\ \Rightarrow x^2-y^2-2 i x y =\frac{(a-i b)(c+i d)}{(c-i d)(c +i d)} \\ =\frac{(a c+b d)+i(a d-b c)}{c^2-i^2 d^2} \\ \Rightarrow x^2-y^2-2 i x y =\frac{(a c+b d)+i(a d-b c)}{c^2+d^2} \\ \left[\because i^2=-1\right]
काल्पनिक व वास्तविक भागों की तुलना करने पर:

x2y2=ac+bdc2+d2(1)2xy=adbcc2+d22xy=(adbc)c2+d2(2)(x2+y2)2=(x2y2)2+4x2y2x^2-y^2=\frac{a c+b d}{c^2+d^2} \cdots(1) \\ -2 x y=\frac{a d-b c}{c^2+d^2} \\ \Rightarrow 2 x y=-\frac{(a d-b c)}{c^2+d^2} \cdots(2) \\ \left(x^2+y^2\right)^2=\left(x^2-y^2\right)^2+4 x^2 y^2

(1) (2)
=(ac+bdc2+d2)2+[(adbc)c2+d2]2=a2c2+b2d2+2abcd+a2d2+b2c22abcd(c2+d2)2=c2(a2+b2)+d2(a2+b2)(c2+d2)2=(a2+b2)(c2+d2)(c2+d2)2=a2+b2c2+d2(x2+y2)2=a2+b2c2+d2\left(\frac{ac+b d}{c^2+d^2}\right)^2+\left[-\frac{(a d-b c)}{c^2+d^2}\right]^2 \\ =\frac{a^2 c^2+b^2 d^2+2 a b c d+a^2 d^2+b^2 c^2-2 a b c d}{\left(c^2+d^2\right)^2} \\ =\frac{c^2\left(a^2+b^2\right) +d^2\left(a^2+b^2\right)}{\left(c^2+d^2\right)^2} \\ =\frac{\left(a^2+b^2\right)\left(c^2+d^2\right)}{\left(c^2+d^2\right)^2} \\ =\frac{a^2+b^2}{c^2+d^2} \\ \Rightarrow\left(x^2+y^2\right)^2 =\frac{a^2+b^2}{c^2+d^2}
Example:5.निम्नलिखित को ध्रुवीय रूप में परिवर्तित कीजिए:
Example:5(i). 1+7i(2i)2\frac{1+7 i}{(2-i)^2}
Solution: 1+7i(2i)2=1+7i44i+i2=1+7i44i1=1+7i34i=(1+7i)(3+4i)(34i)(3+4i)=3+4i+21i+28i2916i2=328+25i9+16[i2=1]=2525+25i25=1+i\frac{1+7 i}{(2-i)^2} \\ =\frac{1+7 i}{4-4 i+i^2} \\ =\frac{1+7 i}{4-4 i-1} \\ =\frac{1+7 i}{3-4 i} \\ =\frac{(1+7 i)(3+4 i)}{(3-4 i)(3+4 i)} \\ =\frac{3+4 i+21 i+28 i^2}{9-16 i^2} \\ =\frac{3-28+25 i}{9+16} \\ \left[\because i^2=-1\right] \\ =\frac{-25}{25}+\frac{25 i}{25}=-1+i
मान लीजिए rcosθ=1,rsinθ=1r \cos \theta=-1, r \sin \theta=1
दोनों का वर्ग करके जोड़ने पर:

r2cos2θ+r2sin2θ=(1)2+(1)2=1+1r2(cos2θ+sin2θ)=2r2=2r=2r=2r^2 \cos ^2 \theta+r^2 \sin ^2 \theta=(-1)^2+(1)^2 \\ =1+1 \\ \Rightarrow r^2\left(\cos ^2 \theta+\sin ^2 \theta\right)=2 \\ \Rightarrow r^2=\sqrt{2} \\ \Rightarrow r=\sqrt{2} \\ r=\sqrt{2}
(-1,1) द्वितीय चतुर्थांश में स्थित है अतः कोणांक
θ=πtan1ba=πtan111=πtan11=ππ4θ=3π41+i\theta =\pi-\tan ^{-1}\left|\frac{b}{a}\right| \\ =\pi-\tan ^{-1}\left|\frac{1}{-1}\right| \\ =\pi-\tan ^{-1} 1 \\ =\pi-\frac{\pi}{4} \\ \Rightarrow \theta=\frac{3 \pi}{4} \\ \therefore -1+i का ध्रुवीय रूप =r(cosθ+isinθ)=2(cos3π4+isin3π4)r(\cos \theta+i \sin \theta) \\ =\sqrt{2}\left(\cos \frac{3 \pi}{4}+i \sin \frac{3 \pi}{4}\right)

Example:5(ii). 1+3i12i\frac{1+3 i}{1-2 i}
Solution: 1+3i12i=1+3i12i×1+2i1+2i=1+2i+3i+6i214i2=1+5i61+4[i2=1]=5+5i5=1+i\frac{1+3 i}{1-2 i} \\ =\frac{1+3 i}{1-2 i} \times \frac{1+2 i}{1+2 i} \\ =\frac{1+2 i+3 i+6 i^2}{1-4 i^2} \\ =\frac{1+5 i-6}{1+4}\left[\because i^2=-1\right] \\ =\frac{-5+5 i}{5} \\ =-1+i
मान लीजिए rcosθ=1,rsinθ=1r \cos \theta=-1, r \sin \theta=1
दोनों का वर्ग करके जोड़ने पर:

r2cos2θ+r2sinθ=(1)2+(1)2r2(cos2θ+sin2θ)=1+1r2=2r=2r^2 \cos ^2 \theta+r^2 \sin \theta=(-1)^2+(1)^2 \\ \Rightarrow r^2\left(\cos ^2 \theta+\sin ^2 \theta\right)=1+1 \\ \Rightarrow r^2=2 \\ \Rightarrow r=\sqrt{2}
(-1,1) द्वितीय चतुर्थांश में स्थित है अतः कोणांक
θ=πtan1ba=πtan111=πtan1(1)=ππ4θ=3π41+i\theta =\pi-\tan ^{-1}\left|\frac{b}{a}\right| \\ =\pi-\tan ^{-1}\left|\frac{1}{-1}\right| \\ =\pi-\tan ^{-1} (1) \\ =\pi-\frac{\pi}{4} \\ \Rightarrow \theta =\frac{3 \pi}{4} \\ \therefore -1+i का ध्रुवीय रूप=r(cosθ+isinθ)=2(cos3π4+isin3π4)r(\cos \theta+i \sin \theta) \\=\sqrt{2}\left(\cos \frac{3 \pi}{4}+i \sin \frac{3 \pi}{4}\right)
प्रश्न 6 से 9 में दिए गए प्रत्येक समीकरण को हल कीजिए:
Example:6. 3x24x+203=03 x^2-4 x+\frac{20}{3}=0
Solution: 3x24x+203=09x212x+20=0a=9,b=12,c=20b24ac=(12)24×9×20b24ac=144720=576<03 x^2-4 x+\frac{20}{3}=0 \\ \Rightarrow 9 x^2-12 x+20=0 \\ a=9, b=-12, c=20 \\ b^2-4 a c=(-12)^2-4 \times 9 \times 20 \\ \Rightarrow b^2-4 a c=144-720=-576<0
अतः इसके हल:

x=b±b24ac2a=(12)±(12)24×9×202×9=12±14472018=12±57618=12±24i18=2±4i3x=23±43ix=\frac{-b \pm \sqrt{b^2-4 a c}}{2 a} \\ =\frac{-(-12) \pm \sqrt{(-12)^2-4 \times 9 \times 20}}{2 \times 9} \\ =\frac{12 \pm \sqrt{144-720}}{18} \\ =\frac{12 \pm \sqrt{-576}}{18} \\ =\frac{12 \pm 24 i}{18} \\ =\frac{2 \pm 4 i}{3} \\ \Rightarrow x=\frac{2}{3} \pm \frac{4}{3} i
Example:7. x22x+32=0x^2-2 x+\frac{3}{2}=0
Solution: x22x+32=02x24x+3=0a=2,b=4,c=3b24ac=(4)24×2×3=1624b24ac=8<0x^2-2 x+\frac{3}{2}=0 \\ \Rightarrow 2 x^2-4 x+3=0 \\ a=2, b=-4, c=3 \\ b^2-4 a c=(-4)^2-4 \times 2 \times 3 \\ =16-24 \\ \Rightarrow b^2-4 a c =-8<0
अतः इसके हल:

x=b±b24ac2a=(4)±(4)24×2×32×2=4±16244=4±84=4±22i4x=1±22ix=\frac{-b \pm \sqrt{b^2-4 a c}}{2 a} \\ =\frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2-4 \times 2 \times 3}}{2 \times 2} \\ =\frac{4 \pm \sqrt{16-24}}{4} \\ =\frac{4 \pm \sqrt{-8}}{4} \\ =\frac{4 \pm 2 \sqrt{2} i}{4} \\ \Rightarrow x=1 \pm \frac{\sqrt{2}}{2} i
Example:8. 27x210x+1=027 x^2-10 x+1=0
Solution: 27x210x+1=0a=27,b=10,c=1b24ac=(10)24×27×1=100108b24ac=8<027 x^2-10 x+1=0 \\ a=27, b=-10, c=1 \\ b^2-4 a c=(-10)^2-4 \times 27 \times 1 \\ =100-108 \\ \Rightarrow b^2-4 a c=-8<0
अतः इसके हल:

x=b±b24ac=(10)±(10)24×27×12×27=10±10010854=10±854=10±22i54x=527±227ix=-b \pm \sqrt{b^2-4 a c} \\ =\frac{-(-10) \pm \sqrt{(-10)^2-4 \times 27 \times 1}}{2 \times 27} \\ =\frac{10 \pm \sqrt{100-108}}{54} \\ =\frac{10 \pm \sqrt{-8}}{54} \\ =\frac{10 \pm 2 \sqrt{2} i}{54} \\ \Rightarrow x=\frac{5}{27} \pm \frac{\sqrt{2}}{27} i
Example:9. 21x228x+10=021 x^2-28 x+10=0
Solution: 21x228x+10=0a=21,b=28,c=10b24ac=(28)24×21×10=784840b24ac=56<021 x^2-28 x+10=0 \\ a=21, b=-28, c=10 \\ b^2-4 a c=(-28)^2-4 \times 21 \times 10 \\ =784-840 \\ \Rightarrow b^2-4 a c=-56<0
अतः इसके हल:

x=b±b24ac2a=(28)±(28)24×21×102×21=28±78484042=28±5642=28±214i42x=23±1421ix=\frac{-b \pm \sqrt{b^2-4 a c}}{2 a} \\ =\frac{-(-28) \pm \sqrt{(-28)^2-4 \times 21 \times 10}}{2 \times 21} \\ =\frac{28 \pm \sqrt{784-840}}{42} \\ =\frac{28 \pm \sqrt{-56}}{42} \\ =\frac{28 \pm 2 \sqrt{14} i}{42} \\ \Rightarrow x=\frac{2}{3} \pm \frac{\sqrt{14}}{21} i
Example:10.यदि z1=2i,z2=1+i,z1+z2+1z1z2+iz_1=2-i, z_2=1+i,\left|\frac{z_1+z_2+1}{z_1-z_2+i}\right| का मान ज्ञात कीजिए।
Solution: z1+z2+1z1z2+i=2i+1+i+12i1i+i=41i=41i=4(1)2+(1)2=42=22\left|\frac{z_1+z_2+1}{z_1-z_2+i}\right| \\ =\left|\frac{2-i+1+i+1}{2-i-1-i+i}\right| \\ =\left|\frac{4}{1-i}\right| \\ =\frac{|4|}{|1-i|} \\ =\frac{4}{\sqrt{(1)^2+(-1)^2}} \\ =\frac{4}{\sqrt{2}} \\ =2 \sqrt{2}

Example:11.यदि a+ib=(x+i)22x2+1a+i b=\frac{(x+i)^2}{2 x^2+1} ,सिद्ध कीजिए कि a2+b2=(x2+1)2(2x2+1)2a^2+b^2= \frac{\left(x^2+1\right)^2}{\left(2 x^2+1\right)^2}
Solution: a+ib=(x+i)22x2+1=x2+2xi+i22x2+1a+ib=x212x2+1+2xi2x2+1[i2=1]a+i b=\frac{(x+i)^2}{2 x^2+1} \\=\frac{x^2+2 x i+i^2}{2 x^2+1} \\ a+i b =\frac{x^2-1}{2 x^2+1}+\frac{2 x i}{2 x^2+1}\left[\because i^2=-1\right]
काल्पनिक व वास्तविक भागों की तुलना करने पर:

a=x212x2+1,b=2x2x2+1a2+b2=(x212x2+1)2+(2x2x2+1)2=x42x2+1(2x2+1)2+4x2(2x2+1)2=x4+2x2+1(2x2+1)2a2+b2=(x2+1)2(2x2+1)2a=\frac{x^2-1}{2 x^2+1}, b=\frac{2 x}{2 x^2+1} \\ a^2+b^2=\left(\frac{x^2-1}{2 x^2+1}\right)^2 +\left(\frac{2 x}{2 x^2+1}\right)^2 \\ =\frac{x^4-2 x^2+1}{\left(2 x^2+1\right)^2}+\frac{4 x^2}{\left(2 x^2+1\right)^2} \\ =\frac{x^4+2 x^2+1}{\left(2 x^2+1\right)^2} \\ \Rightarrow a^2+b^2= \frac{\left(x^2 +1\right)^2}{\left(2 x^2+1\right)^2}
Example:12.माना z1=2i,z2=2+iz_1=2-i, z_2=-2+i ,निम्न का मान निकालिए।
Example:12(i). Re(z1z2z1)\operatorname{Re}\left(\frac{z_1 z_2}{\overline{z_{1}}}\right)
Solution: Re(z1z2z1)z1z2z1=(2i)(2+i)(2i)=4+4ii22+i=4+4i+12+i[i2=1]=3+4i2+i=3+4i2+i×2i2i=63i+8i4i24i2=6+4+5i4+1[i2=1](z1z2z1)=25+iRe(z1z2z1)=25\operatorname{Re}\left(\frac{z_1 z_2}{\overline{z_{1}}}\right) \\ \Rightarrow \frac{z_1 z_2}{\overline{z_{1}}} \\ =\frac{(2-i)(-2+i)}{(\overline{2-i})} \\ =\frac{-4+4 i-i^2}{2+i} \\ =\frac{-4+4 i+1}{2+i}\left[\because i^2=-1\right] \\ = \frac{-3+4 i}{2+i} \\ = \frac{3+4 i}{2+i} \times \frac{2-i}{2-i} \\ =\frac{-6-3 i+8 i-4 i^2}{4-i^2} \\ =\frac{-6+4+5 i}{4+1}\left[\because i^2=-1\right] \\ \Rightarrow \left(\frac{z_1 z_2}{\overline{z}_1}\right) =-\frac{2}{5}+i \\ \Rightarrow \operatorname{Re}\left(\frac{z_1 z_2}{\overline{z}_1}\right)=-\frac{2}{5}
Example:12(ii). Im(1z1z1)\operatorname{Im}\left(\frac{1}{z_{1} \overline{z_1}}\right)
Solution: Im(1z1z1)1z1z1=1(2i)(2i)=1(2i)(2+i)=14i2=14+1[i2=1]=15Im(1z1z1)=0\operatorname{Im}\left(\frac{1}{z_1 \overline{z_1}}\right) \\ \frac{1}{z_1 \overline{z_{1}}} =\frac{1}{(2-i)(\overline{2-i})} \\ =\frac{1}{(2-i)(2+i)} \\ =\frac{1}{4-i^2} \\ =\frac{1}{4+1}\left[\because i^2=-1\right] \\ =\frac{1}{5} \\ \Rightarrow \operatorname{Im}\left(\frac{1}{z_{1} \overline{z_{1}}}\right)=0
Example:13.सम्मिश्र संख्या 1+2i13i\frac{1+2 i}{1-3 i} का मापांक व कोणांक ज्ञात कीजिए।
Solution: 1+2i13i=1+2i13i×1+3i1+3i=1+3i+2i+6i219i2=1+5i61+9[i2=1]=5+5i10=12+12ircosθ=12,rsinθ=12\frac{1+2 i}{1-3 i} \\ =\frac{1+2 i}{1-3 i} \times \frac{1+3 i}{1+3 i} \\ =\frac{1+3 i+2 i+6 i^2}{1-9 i^2} \\ =\frac{1+5 i-6}{1+9} \quad\left[ \because i^2=-1\right] \\ =\frac{-5+5 i}{10} \\ =-\frac{1}{2}+ \frac{1}{2} i \\ r \cos \theta=-\frac{1}{2}, r \sin \theta=\frac{1}{2}
दोनों का वर्ग करके जोड़ने पर:
r2cos2θ+r2sin2θ=(12)2+(12)2r2(cos2θ+sin2θ)=14+14r2=24r=12(12+12)r^2 \cos ^2 \theta+r^2 \sin ^2 \theta=\left(-\frac{1}{2}\right)^2+\left(\frac{1}{2}\right)^2 \\ \Rightarrow r^2 \left(\cos ^2 \theta+\sin ^2 \theta\right)=\frac{1}{4}+\frac{1}{4} \\ \Rightarrow r^2=\frac{2}{4} \Rightarrow r=\frac{1}{\sqrt{2}} \\ \left(\frac{-1}{2}+\frac{1}{2} \right) द्वितीय चतुर्थांश में है अतः कोणांक
θ=πtan1ba=πtan11212=πtan1(1)θ=ππ4=3π41+2i13i\theta=\pi-\tan ^{-1}\left|\frac{b}{a}\right| \\ =\pi-\tan ^{-1}\left|\frac{\frac{1}{2}}{-\frac{1}{2}}\right| \\ =\pi-\tan ^{-1} (1) \\ \Rightarrow \theta =\pi-\frac{\pi}{4}=\frac{3 \pi}{4} \\ \frac{1+2 i}{1-3 i} का मापांक 12\frac{1}{\sqrt{2}} तथा कोणांक 3π4\frac{3 \pi}{4} है।
Example:14.यदि (x-i y)(3+5 i) ,-6-24 i की संयुग्मी है तो वास्तविक संख्याएँ x और y ज्ञात कीजिए।
Solution: (xiy)(3+5i)=3x+5xi3yi5yi2=3x+5y+i(5x3y)[i2=1]3x+5y+i(5x3y)(x-i y)(3+5 i) \\ =3 x+5 x i-3 y i-5 y i^2 \\ =3 x+5 y+i(5 x-3 y)\left[\because i^2=-1\right] \\ 3 x+5 y+i(5 x-3 y) की संयुग्मी=3 x+5 y-i(5x-3 y)
प्रश्नानुसार: 3 x+5 y-i(5 x-3 y)=-6-24 i
वास्तविक व काल्पनिक भागों की तुलना करने पर:
3x+5y=-6  …… (1)
5x-3y=24  …….(2)
समीकरण (1) को 3 से तथा समीकरण (2) को 5 से गुणा करने पर:
9x+15y=18(3)25x15y=120(4) जोड़ने पर 34x=+102x=10234=3\begin{array}{ll}9x+15 y=-18 \cdots(3) \\ 25 x-15 y=120 \cdots(4)\\ \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \text{ जोड़ने पर } \\ \hline 34 x=+102 \\ \Rightarrow x=\frac{102}{34}=3\end{array}
x का मान समीकरण (1) में रखने पर:
3(3)+5y=65y=695y=15y=155=3x=3,y=33(3)+5 y=-6 \\ \Rightarrow 5 y=-6-9 \\ \Rightarrow 5 y=-15 \\ \Rightarrow y=\frac{-15}{5}=-3 \\ x=3, y=-3
Example:15. 1+i1i1i1+i\frac{1+i}{1-i}-\frac{1-i}{1+i} का मापांक ज्ञात कीजिए।
Solution: 1+i1i1i1+i=(1+i)(1+i)(1i)(1i)(1i)(1+i)=1+2i+i2(12i+i2)1i2=1+2i1(12i1)1+1[i2=1]=2i+2i2=4i2=2i=0+2ircosθ=0,rsinθ=2\frac{1+i}{1-i}-\frac{1-i}{1+i} \\ =\frac{(1+i)(1+i)-(1-i)(1-i)}{(1-i)(1+i)} \\ =\frac{1+2 i+i^2-\left(1-2 i+i^2\right)}{1-i^2} \\ =\frac{1+2 i-1-(1-2 i-1)}{1+1}\left[\because i^2=-1\right] \\ =\frac{2 i+2 i}{2} \\ =\frac{4 i}{2} \\ =2 i=0+2 i \\ r \cos \theta=0, r \sin \theta=2
वर्ग करके जोड़ने पर:
r2(cos2θ+sin2θ)=02+22r2=4r=4=21+i1i1i1+ir^2\left(\cos ^2 \theta+\sin ^2 \theta\right)=\sqrt{0^2+2^2} \\ r^2=4 \Rightarrow r=\sqrt{4}=2 \\ \frac{1+i}{1-i}-\frac{1-i}{1+i} का मापांक 2 है।
Example:16.यदि (x+iy)3=u+iv(x+i y)^3=u+i v,तो दर्शाइए कि ux+vy=4(x2y2)\frac{u}{x}+\frac{v}{y}=4\left(x^2-y^2\right)
Solution: (x+iy)3=u+ivx3+3x2yi3xy2iy3=u+iv(x+i y)^3=u+i v \\ x^3+3 x^2 y i-3 x y^2-i y^3=u+i v
दोंनो पक्षों के वास्तविक व काल्पनिक भागों की तुलना करने पर:

x33xy2=u,3x2yy3=vx(x23y2)=uux=x23y2(1)y(3x2y2)=vvy=(3x2y2)(2)x^3-3 x y^2=u, \quad 3 x^2 y-y^3=v \\ \Rightarrow x\left(x^2-3 y^2\right)=u \\ \Rightarrow \frac{u}{x}=x^2-3 y^2 \cdots(1) \\ y\left(3 x^2-y^2\right)=v \\ \Rightarrow \frac{v}{y}=\left(3 x^2-y^2\right) \cdots(2)
(1) व (2) सो जोड़ने पर :
ux+vy=x23y2+3x2y2=4x24y2ux+yy=4(x2y2)\frac{u}{x}+\frac{v}{y} =x^2-3 y^2+3 x^2-y^2 \\ =4 x^2-4 y^2 \\ \Rightarrow \frac{u}{x}+\frac{y}{y} =4\left(x^2-y^2\right)
Example:17.यदि α\alpha और β\beta भिन्न सम्मिश्र संख्याएँ हैं जहाँ β=1|\beta|=1 ,तब βα1αβ\left|\frac{\beta-\alpha}{1-\overline{\alpha} \beta}\right| का मान ज्ञात कीजिए।
Solution: βα1αβ=βα1αββα1αβ=βα1αββ=1\left|\frac{\beta-\alpha}{1-\overline{\alpha} \beta}\right|=\frac{|\beta-\alpha|}{|1-\overline{\alpha} \beta|} \\ \leq \frac{|\beta|-|\alpha|}{1-|\overline{\alpha} \beta|} \\ =\frac{|\beta|-|\alpha|}{1-|\overline{\alpha}| |\beta|} \\ |\beta|=1 तथा α=α|\overline{\alpha}|=|\alpha| रखने पर:

=1α1α=1\frac{1-|\alpha|}{1-|\alpha|} \\=1
Example:18.समीकरण 1ix=2x|1-i|^x=2^x के शून्येतर पूर्णांक मूलों की संख्या ज्ञात कीजिए।
Solution:1ix=2x((1)2+(1)2)x=2x(2)x=xx2x2=2xx2=x12x=0x=0 |1-i|^x=2^x \\ \left(\sqrt{(1)^2+(-1)^2}\right)^x=2^x \\ \Rightarrow (\sqrt{2})^x=x^x \\ \Rightarrow 2^{\frac{x}{2}}=2^x \\ \Rightarrow \frac{x}{2}=x \\ \Rightarrow \frac{1}{2} x=0 \Rightarrow x=0
Example:19.यदि (a+i b)(c+i d)(e+i f) (g+i h)=A+i B है तो दर्शाइए कि

(a2+b2)(c2+d2)(e2+f2)(g2+h2)=A2+B2\left(a^2+b^2\right)\left(c^2+d^2\right)\left(e^2+f^2\right)\left(g^2+h^2\right)=A^2 +B^2
Solution: (a+ib)(c+id)(e+if)(g+ih)=A+iB(a+i b)(c+i d)(e+i f) (g+i h)=A+i B
दोनों पक्षों का मापांक लेने पर:

(a+ib)(c+id)(e+if)(g+ih)=A+iBa+ibc+ide+ifg+ih=A+iB[z1z2=z1z2]a2+b2c2+d2e2+f2g2+h2=A2+B2|(a+i b)(c+i d)(e+i f)(g+i h)|=| A+i B| \\ \Rightarrow|a+i b| |c+i d||e+if||g+i h|=|A+i B| \\ \left[\because z_{1} z_{2}= |z_{1}| |z_{2}| \right ] \\ \Rightarrow \sqrt{a^2+b^2} \sqrt{c^2+d^2} \sqrt{e^2+f^2} \sqrt{g^2+h^2}=\sqrt{A^2+B^2}
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर:

(a2+b2)(c2+d2)(e2+f2)(g2+h2)=A2+B2\Rightarrow\left(a^2+b^2\right)\left(c^2+d^2\right)\left(e^2+f^2\right)\left(g^2+h^2\right)=A^2+B^2
Example:20.यदि (1+i1i)m=1\left(\frac{1+i}{1-i}\right)^m=1 ,तो m का न्यूनतम पूर्णांक मान ज्ञात कीजिए।
Solution: (1+i1i)m=1[(1+i)(1+i)(1i)(1+i)]m=1[1+2i+i21i2]m=1(1+2i11+1)m=1[i2=1](2i2)m=1(i)m=1m=4[i4=1]\left(\frac{1+i}{1-i}\right)^m=1 \\ \Rightarrow\left[\frac{(1+i)(1+i)}{(1-i)(1+i)}\right]^m=1 \\ \Rightarrow\left[\frac{1+2 i+i^2}{1-i^2}\right]^m=1 \\ \Rightarrow\left(\frac{1+2 i-1}{1+1}\right)^m =1\left[\because i^2=-1\right] \\ \Rightarrow\left(\frac{2 i}{2}\right)^m=1 \\ \Rightarrow(i)^m=1 \\ \Rightarrow m=4\left[\because i^4=1\right]
उपर्युक्त उदाहरणों के द्वारा कक्षा में कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ (Complex Numbers in Class 11),सम्मिश्र संख्याएँ कक्षा 11 (Complex Numbers Class 11) को समझ सकते हैं।

3.कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ के सवाल (Complex Numbers in Class 11 Questions):

(1.)समीकरण (1+i)y2+(6+i)=(2+i)x(1+i) y^2+(6+i)=(2+i)x के लिए x व y के वास्तविक मान ज्ञात कीजिए।
(2.) θ\theta का वास्तविक मान बताइए जबकि 3+2isinθ12isinθ\frac{3+2 i \sin \theta}{1-2 i \sin \theta} मात्र वास्तविक है।
उत्तर (Answers):(1.)x=5 तथा y=±2y= \pm 2
(2.) θ=nπ,nz\theta=n \pi, n \in z
उपर्युक्त सवालों को हल करने पर कक्षा में कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ (Complex Numbers in Class 11),सम्मिश्र संख्याएँ कक्षा 11 (Complex Numbers Class 11) को ठीक से समझ सकते हैं।

Also Read This Article:- Polar Representation of Complex Number

4.कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ (Frequently Asked Questions Related to Complex Numbers in Class 11),सम्मिश्र संख्याएँ कक्षा 11 (Complex Numbers Class 11) से सम्बन्धित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न:

प्रश्न:1.काल्पनिक संख्याएँ किसे कहते हैं? (What are Imaginary Numbers?):

उत्तर:सर हैमिल्टन के अनुसार उस प्रत्येक संख्या को जिसका वर्ग एक ऋण संख्या हो,अधिकल्पित (काल्पनिक) संख्या (imaginary number) कहते हैं।उपर्युक्त परिभाषा से स्पष्ट है कि प्रत्येक ऋणात्मक संख्या का वर्गमूल एक अधिकल्पित (काल्पनिक) संख्या है।जैसे: 1;5,4\sqrt{-1} ; \sqrt{-5}, \sqrt{-4} इत्यादि।

प्रश्न:2.आयोटा का क्या अर्थ है? (What Does Iota Mean?):

उत्तर: i2=1,i=1i^2=-1, i=\sqrt{-1}, i को अधिकल्पित संख्याओं को निरूपित करने का मुख्य संकेत माना जाता है तथा किसी भी ऋणात्मक संख्या के वर्गमूल को इस संख्या i और एक वास्तविक संख्या के गुणनफल के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

प्रश्न:3.सम्मिश्र संख्या के रूप में परिभाषित करो। (Define Complex Number):

उत्तर:(a+ib) के रूप में किसी संख्या या व्यंजक,जहाँ a तथा b वास्तविक संख्याएँ हैं और i=1i=\sqrt{-1} को सम्मिश्र संख्या कहते हैं।वास्तविक संख्याओं a तथा b के क्रमित युग्म (a,b) को सम्मिश्र संख्या कहते हैं।
उपर्युक्त प्रश्नों के उत्तर द्वारा कक्षा में कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ (Complex Numbers in Class 11),सम्मिश्र संख्याएँ कक्षा 11 (Complex Numbers Class 11) के बारे में ओर अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

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Complex Numbers in Class 11

कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ
(Complex Numbers in Class 11)

Complex Numbers in Class 11

कक्षा में सम्मिश्र संख्याएँ (Complex Numbers in Class 11) के इस आर्टिकल में सम्मिश्र
संख्याओं,सम्मिश्र संख्या का मापांक व कोणांक,आर्गंड तल और ध्रुवीय निरूपण,द्विघातीय
समीकरण आदि के बारे में अध्ययन करेंगे।

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