06 Prüfungsvorbereitung: Grundlagen komplexer Zahlen

Einstieg in das Thema

Was brauchst du als Basiswissen?

Du benötigst die Inhalte der fünf vorherigen Arbeitsblätter.

Worum geht es?

Die folgenden Beispiele zeigen typische Aufgaben der Stufen 1 und 2. Danach kannst du ähnliche Aufgaben selbst bearbeiten.

Was ist das Ziel?

Du erkennst den passenden Rechenweg und schreibst komplexe Ergebnisse vollständig in der Normalform a + bi.

Erarbeitung

Gelöste Beispiele der Stufe 1

  • Beispiel: Vereinfache i²³.

Lösung: 23 lässt bei der Division durch 4 den Rest 3. Daher besitzt i²³ denselben Wert wie i³. Es gilt i²³ = -i.

  • Beispiel: Bestimme Realteil, Imaginärteil und Betrag von z = -8 + 6i.

Lösung: Re(z) = -8 und Im(z) = 6. Mit dem Satz des Pythagoras folgt |z| = √(64+36) = 10.

Übungsaufgaben der Stufe 1

Aufgabe 1
Berechne i³⁴.
Aufgabe 2
Gib die konjugierte Zahl und den Betrag von 5 - 12i an.

Gelöste Beispiele der Stufe 2

  • Beispiel: Berechne (3+4i)(2-i) in Normalform.

Lösung: Ausmultiplizieren ergibt 6-3i+8i-4i². Mit i²=-1 wird daraus 6+5i+4 = 10+5i.

  • Beispiel: Berechne (2+i)/(1+i).

Lösung: Zähler und Nenner werden mit 1-i erweitert. Damit entsteht (2+i)(1-i)/((1+i)(1-i)) = (3-i)/2. Die Normalform lautet 1,5-0,5i.

Übungsaufgaben der Stufe 2

Aufgabe 3
Bestimme x und y aus (x+1)+(2y-3)i = 5+7i.
Aufgabe 4
Berechne (5-2i)/(2+i) in Normalform und prüfe das Ergebnis durch Rückmultiplikation.

Zusammenfassung

Was muss man wissen/können?

Wiederhole besonders den Viererrhythmus der i-Potenzen, die Normalform, die Darstellung in der Zahlenebene, den Betrag und alle vier Grundrechenarten. Bei Produkten muss i²=-1 eingesetzt werden; bei Quotienten hilft die konjugierte Zahl des Nenners.

Was können anschließende Themen sein?

Nach der Prüfung kann die Vertiefung mit Polarform, geometrischer Multiplikation, Potenzen und komplexen Wurzeln folgen.