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Ortskurve komplexer Zahl: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:59 So 22.06.2008
Autor: masa-ru

Aufgabe
Zeichnen Sie die Ortskurve:
[mm] $\underline{Z}(t) [/mm] = [mm] 2*cos^2(t) [/mm] + j *sin(2t) $                 [mm] $(0\le [/mm] t < [mm] \bruch{\pi}{2})$ [/mm]

also irgendwie kann ich die trigonometrischen Funktionen nicht darstellen da diese sich überladen :-(

Re(Z) = [mm] 2*cos^{2}(t)= [/mm] 2*cos(t) * cos(t)

Im(z) = sin(2t) = 2*cos(t)* sin(t) ???

dann hätte man :

[mm] $\underline{Z}(t)= [/mm] 2*cos(t) * cos(t)  + j ( 2*cos(t)* sin(t) ) = 2cos(t) ( cos(t) + j*sin(t))$

ist dann mein radius : $r = 2cos(t)$  und bei $t=0 =>  r=2$ das wäre der erste punkt auf der Re-Achse , aber weiter komm ich garnicht.

wie sollte man weiter vorgehen ?

mfg
masa

        
Bezug
Ortskurve komplexer Zahl: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:21 So 22.06.2008
Autor: Somebody


> Zeichnen Sie die Ortskurve:
>  [mm]\underline{Z}(t) = 2*cos^2(t) + j *sin(2t)[/mm]                
> [mm](0\le t < \bruch{\pi}{2})[/mm]
>  also irgendwie kann ich die
> trigonometrischen Funktionen nicht darstellen da diese sich
> überladen :-(
>  
> Re(Z) = [mm]2*cos^{2}(t)=[/mm] 2*cos(t) * cos(t)
>
> Im(z) = sin(2t) = 2*cos(t)* sin(t) ???
>  
> dann hätte man :
>  
> [mm]\underline{Z}(t)= 2*cos(t) * cos(t) + j ( 2*cos(t)* sin(t) ) = 2cos(t) ( cos(t) + j*sin(t))[/mm]

Das sieht doch schon recht hübsch aus.

>  
> ist dann mein radius : [mm]r = 2cos(t)[/mm]  und bei [mm]t=0 => r=2[/mm] das
> wäre der erste punkt auf der Re-Achse , aber weiter komm
> ich garnicht.

Ist es gar so schwierig, weitere Punkte für grössere $t$-Werte zwischen $0$ und [mm] $\pi/2$ [/mm] einzuzeichnen?

> wie sollte man weiter vorgehen ?

Eben: noch einige weitere Punkte einzeichnen, mit einer Linie verbinden ... und sich dann fragen, ob es sich nicht vielleicht um einen Halbkreis mit Mittelpunkt [mm] $z_0=1$ [/mm] und Radius $r=1$ handelt. In der Tat ist ja

[mm]z(t)-1=(2\cos^2(t)-1\big)+j\sin(2t)=\cos(2t)+j\sin(2t)[/mm]

d.h. es ist $|z(t)-1|=1$, für alle $t$.

Bezug
                
Bezug
Ortskurve komplexer Zahl: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:57 So 22.06.2008
Autor: masa-ru

Hallo Somebody :-)

ja hab vergessen das man Img und reel teile an sich betrachten muss.

habe diese 3 punkte gerechnet für $t=0 => 2$ $ t= [mm] \bruch{\pi}{2} [/mm] => 0$ $ t= [mm] \bruch{\pi}{4} [/mm] => 1+j$

aber deine formel verstehe ich nicht ganz:

$ [mm] z(t)-1=(2\cos^2(t)-1\big)+j\sin(2t)=\cos(2t)+j\sin(2t) [/mm] $

  $1 = [mm] \sin^2(t) [/mm] + [mm] \cos^2(t)$ [/mm]
[mm] $\blue{-1 = - \sin^2(t) - \cos^2(t)}$ [/mm]

dann hätte man im realteil :

[mm] $2\cos^2(t) \blue{- \sin^2(t) - \cos^2(t)} [/mm] = - [mm] \sin^2(t) [/mm] + [mm] \cos^2(t) [/mm] = -1$

1.
wie kommst du hier auf [mm] $\cos(2t)$ [/mm]
2.
und warum eigentlich -1 ?


Bezug
                        
Bezug
Ortskurve komplexer Zahl: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:05 So 22.06.2008
Autor: Somebody


> Hallo Somebody :-)
>  
> ja hab vergessen das man Img und reel teile an sich
> betrachten muss.
>  
> habe diese 3 punkte gerechnet für [mm]t=0 => 2[/mm] [mm]t= \bruch{\pi}{2} => 0[/mm]
> [mm]t= \bruch{\pi}{4} => 1+j[/mm]
>  
> aber deine formel verstehe ich nicht ganz:
>  
> [mm]z(t)-1=(2\cos^2(t)-1\big)+j\sin(2t)=\cos(2t)+j\sin(2t)[/mm]

> 1.
>  wie kommst du hier auf [mm]\cos(2t)[/mm]

Du hast ja auch [mm] $\sin(2t)$ [/mm] zu [mm] $2\sin(t)\cos(t)$ [/mm] umgeformt. Genauso gilt: [mm] $\cos(2t)=cos^2(t)-\sin^2(t)=2\cos^2(t)-1$. [/mm]

> 2.
> und warum eigentlich -1 ?

Wie ich geschrieben hatte: trägt man einige Punkte der fraglichen Kurve in der [mm] $\IC$-Ebene [/mm] ein, so kommt man auf die Vermutung (und es ist zunächst eine blosse Vermutung), dass es sich um einen Halbkreis mit Mittelpunkt [mm] $z_0=1$ [/mm] und Radius $r=1$ handeln könnte.

Allgemein gilt ja: Liegen die Punkte $z(t)$ auf einem Kreis mit Radius $r$ um den Punkt [mm] $z_0$, [/mm] so muss gelten [mm] $|z(t)-z_0|=r$. [/mm]
Ich habe also lediglich rechnerisch untersucht, ob die Punkte $z(t)$ tatsächlich alle auf einem Kreis um [mm] $z_0=1$ [/mm] liegen. Dies ist, wenn meine Umformung von $z(t)-1$ richtig ist, offenbar der Fall und es zeigt sich zudem, dass der Radius dieses Kreises gleich $1$ ist.

Bezug
                                
Bezug
Ortskurve komplexer Zahl: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:26 So 22.06.2008
Autor: masa-ru


> Genauso gilt: $ [mm] \cos(2t)=cos^2(t)-\sin^2(t)=2\cos^2(t)-1 [/mm] $.  [ok]

$ [mm] |z(t)-z_0|=r [/mm] $

das muss ich mir nochmal anschauen ....


danke für die Hilfestellung.

mfg
masa

Bezug
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