Упр.36.18 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
- Пусть $$\{z, z^2, z^3, \ldots, z^n, z^{n+1}, \ldots\}$$ — бесконечная геометрическая прогрессия со знаменателем $$z=\cos 0{,}01\pi-i\sin 0{,}01\pi$$.
а) Укажите наименьшее натуральное значение $$n$$, при котором $$z^n$$ принадлежит второй координатной четверти.
б) Сколько в этой прогрессии различных чисел?
в) Сколько из этих чисел лежат на осях координат?
г) Найдите сумму этих различных чисел.
Пусть $$z=\cos 0{,}01\pi-i\sin 0{,}01\pi=\cos(-0{,}01\pi)+i\sin(-0{,}01\pi).$$
Тогда аргумент числа $$z^n$$ равен
$$\varphi_n=-0{,}01\pi n=-\frac{\pi}{100}n.$$
а)
Число $$z^n$$ лежит во второй координатной четверти, если
$$\frac{\pi}{2}+2\pi k<\varphi_n<\pi+2\pi k,\qquad k\in\mathbb Z.$$
Подставим $$\varphi_n=-\frac{\pi}{100}n$$ и возьмём подходящий промежуток:
$$-\frac{3\pi}{2}<-\frac{\pi}{100}n<-\pi.$$
Умножим неравенство на $$-\frac{100}{\pi}$$, меняя знаки неравенств:
$$150>n>100.$$
Наименьшее натуральное значение:
$$n=101.$$
б)
Период прогрессии равен числу шагов, при котором аргумент увеличивается на $$2\pi$$:
$$\frac{2\pi}{\pi/100}=200.$$
Значит, различных чисел в прогрессии $$200$$.
в)
На осях координат лежат числа, у которых аргумент равен $$-\frac{\pi}{2},-\pi,-\frac{3\pi}{2},-2\pi$$.
Решаем уравнения:
$$-\frac{\pi}{100}n=-\frac{\pi}{2}\Rightarrow n=50,$$
$$-\frac{\pi}{100}n=-\pi\Rightarrow n=100,$$
$$-\frac{\pi}{100}n=-\frac{3\pi}{2}\Rightarrow n=150,$$
$$-\frac{\pi}{100}n=-2\pi\Rightarrow n=200.$$
Таких чисел $$4$$.
г)
Все $$200$$ различных чисел образуют вершины правильного многоугольника на комплексной плоскости. Поэтому они разбиваются на пары симметричных относительно начала координат чисел, сумма каждой пары равна $$0$$.
Следовательно, сумма всех различных чисел равна
$$0.$$
Ответ: а) $$101$$; б) $$200$$; в) $$4$$; г) $$0$$.









