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complex prove

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Mensagempor stuart clark » Dom Abr 15, 2012 13:05

Prove that \tan \left(i.\ln\left(\frac{a-ib}{a+ib}\right)\right) = -\frac{2ab}{a^2-b^2}
stuart clark
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Re: complex prove

Mensagempor fraol » Sáb Abr 21, 2012 16:28

stuart clark escreveu:Prove that \tan \left(i.\ln\left(\frac{a-ib}{a+ib}\right)\right) = -\frac{2ab}{a^2-b^2}


Let z be a complex number such that:

z = a + bi and z = r(cos \theta + i sin \theta) .

So: a + bi = r(cos \theta + i sin \theta). Then we have:

a = rcos \theta and b = r sin \theta.

Now, with results above, let's do some algebraic manipulation with the expression inside natural log and use the Euler identity e^{i\theta} = cos \theta + i sin \theta:

\frac{a - bi}{a + bi} = \frac{rcos \theta - i r sin \theta}{rcos \theta + i r sin \theta} = \frac{cos \theta - i  sin \theta}{cos \theta + i sin \theta} = \frac{e^{-i\theta}}{e^{i\theta}} = e^{-2i\theta}.

Returning to the original expression and applying the last result we get:

\tan \left(i.\ln\left(\frac{a-ib}{a+ib}\right)\right) = tan \left(i.\ln e^{-2i\theta} \right) = tan \left( -2i^2\theta \right) = tan \left( 2\theta \right) .

From trigonometry, we have:

tan \left( 2\theta \right) = \frac{2 tan \theta}{1 - tan^2 \theta} = \frac{2cos \theta sin \theta}{cos^2 \theta - sin^2 \theta }.

Replacing cos and sin in this last expression:

\frac{2cos \theta sin \theta}{cos^2 \theta - sin^2 \theta }  = \frac{2 \frac{a}{r} . \frac{b}{r} } {\frac{a^2}{r^2} - \frac{b^2}{r^2}} = \frac{2ab}{a^2 - b^2},

that is the desired result (note that this solution doesn't contains the negative sign ).

.
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Re: complex prove

Mensagempor stuart clark » Qua Mai 02, 2012 01:07

Thanks fraol
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Assunto: Taxa de variação
Autor: felipe_ad - Ter Jun 29, 2010 19:44

Como resolvo uma questao desse tipo:

Uma usina de britagem produz pó de pedra, que ao ser depositado no solo, forma uma pilha cônica onde a altura é aproximadamente igual a 4/3 do raio da base.
(a) Determinar a razão de variação do volume em relação ao raio da base.
(b) Se o raio da base varia a uma taxa de 20 cm/s, qual a razão de variação do volume quando o raio mede 2 m?

A letra (a) consegui resolver e cheguei no resultado correto de \frac{4\pi{r}^{2}}{3}
Porem, nao consegui chegar a um resultado correto na letra (b). A resposta certa é 1,066\pi

Alguem me ajuda? Agradeço desde já.


Assunto: Taxa de variação
Autor: Elcioschin - Qua Jun 30, 2010 20:47

V = (1/3)*pi*r²*h ----> h = 4r/3

V = (1/3)*pi*r²*(4r/3) ----> V = (4*pi/9)*r³

Derivando:

dV/dr = (4*pi/9)*(3r²) -----> dV/dr = 4pi*r²/3

Para dr = 20 cm/s = 0,2 m/s e R = 2 m ----> dV/0,2 = (4*pi*2²)/3 ----> dV = (3,2/3)*pi ----> dV ~= 1,066*pi m³/s


Assunto: Taxa de variação
Autor: Guill - Ter Fev 21, 2012 21:17

Temos que o volume é dado por:

V = \frac{4\pi}{3}r^2


Temos, portanto, o volume em função do raio. Podemos diferenciar implicitamente ambos os lados da equação em função do tempo, para encontrar as derivadas em função do tempo:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.r}{3}.\frac{dr}{dt}


Sabendo que a taxa de variação do raio é 0,2 m/s e que queremos ataxa de variação do volume quando o raio for 2 m:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.2}{3}.\frac{2}{10}

\frac{dV}{dt} = \frac{16\pi}{15}