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Ich soll den Punkt berechnen, in den der Punkt z = 16-9i durch eine Rechtsdrehung um den Winkel 30° mit dem Drehzentrum z0 = -8-3i übergeht.

Wie geht man hier vor? Mein Ansatz wäre, z0 von z zu subtrahieren, um das Drehzentrum in den Nullpunkt zu verschieben (korrekt?) anschließend zu drehen (wie?) und wieder zurückzuschieben (wie?). Jedoch weiß ich nicht, ob das der richtige Weg ist und falls ja, wie ich den Punkt um 30° drehen bzw. zurückschieben kann.

Ich bin um jede Hilfe dankbar, ein ausführlicher Rechenweg würde mir allerdings für mein Verständnis sehr gut tun.

Gruß

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ein ausführlicher Rechenweg würde mir allerdings für mein Verständnis sehr gut tun.

Eine Verschiebung erfolgt über eine schlichte Addition um den Weg der Verschiebung. Eine Drehung erfolgt durch die Multiplikation einer komplexen Zahl mit dem Betrag \(=1\), deren Argument (der Winkel gegenüber der X-Achse) dem gewünschten Drehwinkel entspricht. Also genau in der Form, die lul schon angegeben hat: $$z_{-30°} =  \cos 30° \colorbox{#ffff44}{-} i \sin 30°$$ (Minuszeichen da Rechtsdrehung, also mathematisch negativ). zur Veranschaulichung hilft eine Skizze der Szene:

Untitled3.png

(Bem.: die Skizze zeigt eine Linksdrehung!)

Um den Punkt (bzw. die komplexe Zahl) \(z\) von \(z\) nach \(z'\) zu bringen (blauer Kreisbogen) fahren wir über den grün markierten Weg über \(z_a\) und \(z_b\) nach \(z'\). Die detaillierte Rechnung sieht dann so aus:

$$ \begin{aligned} z&=16-9i \\ z_0 &= -8-3i \\[4px] z_a &= z - z_0 = 16-9i - (-8-3i) \\ &= 24 - 6i\\[4px] z_b &= z_a \cdot (\cos 30° \colorbox{#ffff44}{-} i \sin 30°) \\&= (24 - 6i)(\frac12 \sqrt{3} \colorbox{#ffff44}{-} \frac12 i)\\ &= 12\sqrt{3} \colorbox{#ffff44}{-} 3 + ( \colorbox{#ffff44}{-}12 - 3\sqrt{3})i \\[4px] z' &= z_b + z_0 \\ &=  12\sqrt{3} \colorbox{#ffff44}{-} 3 + ( \colorbox{#ffff44}{-}12 - 3\sqrt{3})i -8-3i \\ &= 12 \sqrt{3} \colorbox{#ffff44}{-11} + ( \colorbox{#ffff44}{-15}-3\sqrt{3})i \\ &\approx \cancel{15,78 + 3,804 i} \space \colorbox{#ffff44}{9,78 - 20,20i} \end{aligned} $$

Ein Vorteil obiger Zeichnung ist, dass Du alle Zwischenergebnisse an der Zeichnung überprüfen kannst.

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Erstmal vielen Dank für deine ausführliche Antwort!

Meine Dozentin hat als Lösung allerdings (-11+12√3)+i*(-15-3√3) angegeben. Wie bekomme ich dein Ergebnis denn so umgeformt? Oder stimmt da etwas nicht?

Gruß

Ich denke, dein Weg geht über eine Linksdrehung, oder? Müsste man bei einer Rechtsdrehung dann einfach das Plus bei (cos30° + i sin30°) in ein Minus ändern?

Ich denke, dein Weg geht über eine Linksdrehung, oder? Müsste man bei einer Rechtsdrehung dann einfach das Plus bei (cos30° + i sin30°) in ein Minus ändern?

Ja und ja. Ich habe meine Antwort korrigiert (s.o. die gelb markierten Stellen) und komme auf das gleiche Ergebnis wie Deine Dozentin.

Top, habe damit alles verstanden.

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hallo

deine Idee ist gut! nach 0 schieben mit -z_0,um 30° drehen mit z=cos(30)+i*sin(30°) multiplizieren, zurückschieben wie hinschieben mit +z_0

Gruß lul

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