4-1.Complex numbers
hard

यदि ${z_1}$व${z_2}$दो सम्मिश्र संख्यायें इस प्रकार हों कि ${z_1} \ne {z_2}$ एवं  $|{z_1}|\, = \,|{z_2}|$. यदि ${z_1}$में धनात्मक वास्तविक भाग है एवं ${z_2}$ में ऋणात्मक काल्पनिक भाग है, तो $\frac{{({z_1} + {z_2})}}{{({z_1} - {z_2})}}$हो सकता है          

A

विशुद्ध काल्पनिक

B

वास्तविक व धनात्मक

C

वास्तविक व ऋणात्मक

D

इनमें से कोई नहीं

(IIT-1986)

Solution

(a) माना ${z_1} = a + ib = (a,b)$एवं ${z_2} = c – id = (c, – d)$

जहाँ $a > 0$ एवं $d > 0$ ……$(i)$

तब $|{z_1}| = |{z_2}|$ $⇒$  ${a^2} + {b^2} = {c^2} + {d^2}$

अब $\frac{{{z_1} + {z_2}}}{{{z_1} – {z_2}}} = \frac{{(a + ib) + (c – id)}}{{(a + ib) – (c – id)}}$

$ = \frac{{[(a + c) + i(b – d)][(a – c) – i(b + d)]}}{{[(a – c) + i(b + d)][(a – c) – i(b + d)]}}$

$ = \frac{{({a^2} + {b^2}) – ({c^2} + {d^2}) – 2(ad + bc)i}}{{{a^2} + {c^2} – 2ac + {b^2} + {d^2} + 2bd}}$

 $\frac{{ – (ad + bc)i}}{{{a^2} + {b^2} – ac + bd}}$   [$(i)$का प्रयोग करने पर]     

$\therefore $$\frac{{({z_1} + {z_2})}}{{({z_1} – {z_2})}}$ शुद्ध काल्पनिक है

जबकि यदि $ad + bc = 0$, तब $\frac{{({z_1} + {z_2})}}{{({z_1} – {z_2})}}$ शून्य हो जायेगी। समीकरण के प्रतिबन्धानुसार  $ad + bc = 0$

ट्रिक : माना दो सम्मिश्र संख्याये दोनों स्थितियों को संतुष्ट करती है अर्थात् ${z_1} \ne {z_2}$और $|{z_1}|\, = \,|{z_2}|$

  माना ${z_1} = 2 + i,{z_2} = 1 – 2i,$

$\therefore \,\,\frac{{{z_1} + {z_2}}}{{{z_1} – {z_2}}} = \frac{{3 – i}}{{1 + 3i}} =  – i$

Standard 11
Mathematics

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