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Aufgabe:

Beweise, dass ∀ z ∈ ℂ mit |z| = 1: (\( \frac{1+z}{|1+z|} \) )2 = z

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Sei z=a+bi und wegen |z| = 1 gilt    a^2 + b^2 = 1.

\( \frac{1+z}{|1+z|} =  \frac{1+a+bi }{   \sqrt {(1+a)^2 + b^2} } = \frac{1+a+bi }{  \sqrt {1+2a +a^2 + b^2} } \)

Wegen   a^2 + b^2 = 1. also

   \( \frac{1+z}{|1+z|} =  \frac{1+a+bi }{  \sqrt {1+2a +1} } \)

            \(  =  \frac{1+a+bi }{  \sqrt {2+2a} } \)

==>      \( (\frac{1+z}{|1+z|})^2 = (  \frac{1+a+bi }{  \sqrt {2+2a} } )^2 =  \frac{(1+a)^2 +2(1+a)bi - b^2 }{  2+2a}  \)

\( =   \frac{1+2a+a^2  }{  2+2a} +   bi  - \frac{ b^2 }{  2+2a}  =   \frac{1+2a+a^2 - b^2 }{  2+2a} +  bi  \)

Wegen   a^2 + b^2 = 1 gilt   b^2 = 1-a^2  also weiter mit

\(   =  \frac{1+2a+a^2 - (1-a^2)}{  2+2a} +  bi =  \frac{2a+2a^2}{  2+2a} +  bi =  \frac{a(2+2a}{  2+2a} +  bi =a+bi=z\).  q.e.d.

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