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De Moivre's theorem and Roots of unity Questions in Hindi

Class 11 Mathematics · 4-1.Complex numbers · De Moivre's theorem and Roots of unity

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Showing 50 of 390 questions in Hindi

1
EasyMCQ
यदि $y = \cos \theta + i\sin \theta$ है,तो $y + \frac{1}{y}$ का मान क्या होगा?
A
$2\cos \theta$
B
$2\sin \theta$
C
$2\csc \theta$
D
$2\tan \theta$

Solution

(A) दिया गया है $y = \cos \theta + i\sin \theta = e^{i\theta}$.
डी मॉइवर प्रमेय के अनुसार,$\frac{1}{y} = y^{-1} = (e^{i\theta})^{-1} = e^{-i\theta} = \cos \theta - i\sin \theta$.
अतः,$y + \frac{1}{y} = (\cos \theta + i\sin \theta) + (\cos \theta - i\sin \theta) = 2\cos \theta$.
2
MediumMCQ
$(-i)^{1/3}$ का मान क्या है?
A
$\frac{1 + \sqrt{3}i}{2}$
B
$\frac{\sqrt{3} - i}{2}$
C
$\frac{-\sqrt{3} - i}{2}$
D
$B$ और $C$ दोनों

Solution

(D) हमें $-i$ के घनमूल ज्ञात करने हैं।
ध्रुवीय रूप में,$-i = \cos(\frac{3\pi}{2}) + i\sin(\frac{3\pi}{2})$ है।
घनमूल $z_k = \cos(\frac{3\pi/2 + 2k\pi}{3}) + i\sin(\frac{3\pi/2 + 2k\pi}{3})$ द्वारा दिए जाते हैं,जहाँ $k = 0, 1, 2$ है।
$k=0$ के लिए: $z_0 = \cos(\frac{\pi}{2}) + i\sin(\frac{\pi}{2}) = i$।
$k=1$ के लिए: $z_1 = \cos(\frac{7\pi}{6}) + i\sin(\frac{7\pi}{6}) = -\frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}i = \frac{-\sqrt{3} - i}{2}$।
$k=2$ के लिए: $z_2 = \cos(\frac{11\pi}{6}) + i\sin(\frac{11\pi}{6}) = \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}i = \frac{\sqrt{3} - i}{2}$।
चूँकि $\frac{-\sqrt{3} - i}{2}$ और $\frac{\sqrt{3} - i}{2}$ दोनों $(-i)^{1/3}$ के मूल हैं,इसलिए सही विकल्प $D$ है।
3
MediumMCQ
यदि $(1 + i\sqrt{3})^9 = a + ib$ है,तो $b$ का मान क्या होगा?
A
$1$
B
$256$
C
$0$
D
$9^3$

Solution

(C) हम सम्मिश्र संख्या को ध्रुवीय रूप में व्यक्त करते हैं: $1 + i\sqrt{3} = 2\left(\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2}\right) = 2\left(\cos\frac{\pi}{3} + i\sin\frac{\pi}{3}\right) = 2e^{i\pi/3}$.
डी मॉइवर के प्रमेय का उपयोग करते हुए: $(1 + i\sqrt{3})^9 = (2e^{i\pi/3})^9 = 2^9 \cdot e^{i(3\pi)}$.
चूंकि $e^{i(3\pi)} = \cos(3\pi) + i\sin(3\pi) = -1 + i(0) = -1$,इसलिए $(1 + i\sqrt{3})^9 = 2^9(-1) = -512$.
$a + ib$ के साथ तुलना करने पर,हमें $a = -512$ और $b = 0$ प्राप्त होता है।
4
DifficultMCQ
यदि $z = \frac{1 + i\sqrt{3}}{\sqrt{3} + i}$ है,तो $(\bar{z})^{100}$ किस चतुर्थांश में स्थित है?
A
$I$ चतुर्थांश
B
$II$ चतुर्थांश
C
$III$ चतुर्थांश
D
$IV$ चतुर्थांश

Solution

(C) दिया गया है $z = \frac{1 + i\sqrt{3}}{\sqrt{3} + i}$.
अंश और हर को हर के संयुग्मी से गुणा करने पर: $z = \frac{1 + i\sqrt{3}}{\sqrt{3} + i} \times \frac{\sqrt{3} - i}{\sqrt{3} - i}$.
$z = \frac{\sqrt{3} - i + 3i - i^2\sqrt{3}}{3 + 1} = \frac{2\sqrt{3} + 2i}{4} = \frac{\sqrt{3} + i}{2}$.
$z = \cos\left(\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(\frac{\pi}{6}\right)$.
अतः $\bar{z} = \cos\left(\frac{\pi}{6}\right) - i\sin\left(\frac{\pi}{6}\right)$.
डी मोइवर प्रमेय का उपयोग करने पर,$(\bar{z})^{100} = \cos\left(\frac{50\pi}{3}\right) - i\sin\left(\frac{50\pi}{3}\right)$.
चूंकि $\frac{50\pi}{3} = 16\pi + \frac{2\pi}{3}$,इसलिए $(\bar{z})^{100} = \cos\left(\frac{2\pi}{3}\right) - i\sin\left(\frac{2\pi}{3}\right)$.
यह मान $-\frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2}$ के बराबर है।
चूंकि वास्तविक और काल्पनिक दोनों भाग ऋणात्मक हैं,इसलिए $(\bar{z})^{100}$ $III$ चतुर्थांश में स्थित है।
5
MediumMCQ
$(-1 + i\sqrt{3})^{20}$ का मान क्या है?
A
$2^{20}(-1 + i\sqrt{3})^{20}$
B
$2^{20}(1 - i\sqrt{3})^{20}$
C
$2^{20}(-1 - i\sqrt{3})^{20}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(D) माना $z = -1 + i\sqrt{3}$ है। मापांक $r = \sqrt{(-1)^2 + (\sqrt{3})^2} = \sqrt{1 + 3} = 2$ है।
हम $z = 2 \left( -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} \right) = 2 \left( \cos \frac{2\pi}{3} + i \sin \frac{2\pi}{3} \right)$ लिख सकते हैं।
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$z^{20} = 2^{20} \left( \cos \frac{2\pi}{3} + i \sin \frac{2\pi}{3} \right)^{20} = 2^{20} \left( \cos \frac{40\pi}{3} + i \sin \frac{40\pi}{3} \right)$ है।
चूंकि $\frac{40\pi}{3} = 13\pi + \frac{\pi}{3} = 6(2\pi) + \frac{4\pi}{3}$,इसलिए $\cos \frac{40\pi}{3} = \cos \frac{4\pi}{3} = -\frac{1}{2}$ और $\sin \frac{40\pi}{3} = \sin \frac{4\pi}{3} = -\frac{\sqrt{3}}{2}$ है।
अतः,$z^{20} = 2^{20} \left( -\frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2} \right) = 2^{19}(-1 - i\sqrt{3})$ है।
दिए गए विकल्पों में से कोई भी सही नहीं है।
6
DifficultMCQ
$\sqrt{i} = $
A
$\frac{1 \pm i}{\sqrt{2}}$
B
$\pm \frac{1 - i}{\sqrt{2}}$
C
$\pm \frac{1 + i}{\sqrt{2}}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) हम जानते हैं कि $i = \cos(\frac{\pi}{2}) + i\sin(\frac{\pi}{2})$.
वर्गमूल के लिए डी मोइवर प्रमेय का उपयोग करने पर:
$\sqrt{i} = (i)^{1/2} = [\cos(\frac{\pi}{2} + 2n\pi) + i\sin(\frac{\pi}{2} + 2n\pi)]^{1/2}$ जहाँ $n = 0, 1$.
$n = 0$ के लिए:
$\cos(\frac{\pi}{4}) + i\sin(\frac{\pi}{4}) = \frac{1}{\sqrt{2}} + i\frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{1 + i}{\sqrt{2}}$.
$n = 1$ के लिए:
$\cos(\frac{5\pi}{4}) + i\sin(\frac{5\pi}{4}) = -\frac{1}{\sqrt{2}} - i\frac{1}{\sqrt{2}} = -\frac{1 + i}{\sqrt{2}}$.
अतः,$\sqrt{i} = \pm \frac{1 + i}{\sqrt{2}}$.
ट्रिक: विकल्प $\pm \frac{1 + i}{\sqrt{2}}$ का वर्ग करने पर $\frac{(1 + i)^2}{2} = \frac{1 + 2i + i^2}{2} = \frac{1 + 2i - 1}{2} = i$ प्राप्त होता है।
7
DifficultMCQ
यदि ${x_r} = \cos \left( \frac{\pi }{2^r} \right) + i\sin \left( \frac{\pi }{2^r} \right)$ है,तो ${x_1} \cdot {x_2} \cdot {x_3} \cdots \infty$ का मान क्या होगा?
A
$-3$
B
$-2$
C
$-1$
D
$0$
8
MediumMCQ
मान ज्ञात कीजिए: $\frac{(\cos \theta + i\sin \theta)^4}{(\sin \theta + i\cos \theta)^5}$
A
$\cos \theta - i\sin \theta$
B
$\cos 9\theta - i\sin 9\theta$
C
$\sin \theta - i\cos \theta$
D
$\sin 9\theta - i\cos 9\theta$

Solution

(D) दिया गया व्यंजक: $\frac{(\cos \theta + i\sin \theta)^4}{(\sin \theta + i\cos \theta)^5}$
हम जानते हैं कि $\sin \theta + i\cos \theta = i(\cos \theta - i\sin \theta) = i(\cos \theta + i\sin \theta)^{-1}$।
हर में यह मान रखने पर:
$\frac{(\cos \theta + i\sin \theta)^4}{[i(\cos \theta + i\sin \theta)^{-1}]^5} = \frac{(\cos \theta + i\sin \theta)^4}{i^5(\cos \theta + i\sin \theta)^{-5}}$
चूंकि $i^5 = i$,हमें प्राप्त होता है:
$\frac{(\cos \theta + i\sin \theta)^4}{i(\cos \theta + i\sin \theta)^{-5}} = \frac{1}{i} (\cos \theta + i\sin \theta)^{4 - (-5)} = \frac{1}{i} (\cos \theta + i\sin \theta)^9$
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करने पर:
$\frac{1}{i} (\cos 9\theta + i\sin 9\theta) = -i(\cos 9\theta + i\sin 9\theta) = -i\cos 9\theta - i^2\sin 9\theta = \sin 9\theta - i\cos 9\theta$.
9
EasyMCQ
यदि $z = {\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{2} + \frac{i}{2}} \right)^5} + {\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{2} - \frac{i}{2}} \right)^5}$,तो
A
$\text{Re}(z) = 0$
B
$\text{Im}(z) = 0$
C
$\text{Re}(z) > 0, \text{Im}(z) > 0$
D
$\text{Re}(z) > 0, \text{Im}(z) < 0$

Solution

(B) दिया गया है $z = {\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{2} + i\frac{1}{2}} \right)^5} + {\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{2} - i\frac{1}{2}} \right)^5}$.
हम जानते हैं कि $\frac{{\sqrt 3 }}{2} + i\frac{1}{2} = \cos \left( {\frac{\pi }{6}} \right) + i\sin \left( {\frac{\pi }{6}} \right) = e^{i\pi/6}$.
इसी प्रकार,$\frac{{\sqrt 3 }}{2} - i\frac{1}{2} = \cos \left( {\frac{\pi }{6}} \right) - i\sin \left( {\frac{\pi }{6}} \right) = e^{-i\pi/6}$.
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$z = (e^{i\pi/6})^5 + (e^{-i\pi/6})^5 = e^{i5\pi/6} + e^{-i5\pi/6}$.
यह $z = 2\cos \left( {\frac{{5\pi }}{6}} \right)$ में सरल हो जाता है।
चूंकि $\cos \left( {\frac{{5\pi }}{6}} \right) = -\frac{{\sqrt 3 }}{2}$,इसलिए $z = 2 \times \left( -\frac{{\sqrt 3 }}{2} \right) = -\sqrt 3$.
चूंकि $z$ एक वास्तविक संख्या है,इसलिए इसका काल्पनिक भाग $\text{Im}(z) = 0$ है।
10
DifficultMCQ
$(2 - 2i)^{1/3}$ के मूल हैं
A
$\sqrt{2} \left( \cos \frac{\pi}{12} - i\sin \frac{\pi}{12} \right), \sqrt{2} \left( -\sin \frac{\pi}{12} + i\cos \frac{\pi}{12} \right), -1 - i$
B
$\sqrt{2} \left( \cos \frac{\pi}{12} + i\sin \frac{\pi}{12} \right), \sqrt{2} \left( -\sin \frac{\pi}{12} - i\cos \frac{\pi}{12} \right), 1 + i$
C
$1 + \sqrt{2}i, -1 - i, -2 - 2i$
D
उपरोक्त में से कोई नहीं

Solution

(A) माना $z = 2 - 2i$. मापांक $r = \sqrt{2^2 + (-2)^2} = 2\sqrt{2}$.
कोणांक $\theta = -\frac{\pi}{4}$.
$z = 2\sqrt{2} \left( \cos(\frac{\pi}{4}) - i\sin(\frac{\pi}{4}) \right)$.
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$k = 0, 1, 2$ के लिए मूल $z_k = (2\sqrt{2})^{1/3} \left( \cos \frac{2k\pi - \pi/4}{3} + i\sin \frac{2k\pi - \pi/4}{3} \right)$ हैं।
$k=0$ के लिए: $\sqrt{2} \left( \cos \frac{\pi}{12} - i\sin \frac{\pi}{12} \right)$.
$k=1$ के लिए: $\sqrt{2} \left( -\sin \frac{\pi}{12} + i\cos \frac{\pi}{12} \right)$.
$k=2$ के लिए: $-1 - i$.
11
MediumMCQ
निम्नलिखित व्यंजक को $A + iB$ के रूप में व्यक्त कीजिए: $(\cos 2\theta + i\sin 2\theta )^{ - 5} (\cos 3\theta - i\sin 3\theta )^6 (\sin \theta - i\cos \theta )^3$.
A
$(\cos 25\theta + i\sin 25\theta )$
B
$i(\cos 25\theta + i\sin 25\theta )$
C
$i(\cos 25\theta - i\sin 25\theta )$
D
$(\cos 25\theta - i\sin 25\theta )$

Solution

(C) दिया गया व्यंजक: $E = (\cos 2\theta + i\sin 2\theta )^{ - 5} (\cos 3\theta - i\sin 3\theta )^6 (\sin \theta - i\cos \theta )^3$.
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करके पदों को सरल बनाने पर:
$(\cos 2\theta + i\sin 2\theta )^{ - 5} = \cos(-10\theta) + i\sin(-10\theta)$.
$(\cos 3\theta - i\sin 3\theta )^6 = (\cos(-3\theta) + i\sin(-3\theta))^6 = \cos(-18\theta) + i\sin(-18\theta)$.
$(\sin \theta - i\cos \theta )^3 = [-i(\cos \theta + i\sin \theta )]^3 = (-i)^3 (\cos \theta + i\sin \theta )^3 = i(\cos 3\theta + i\sin 3\theta)$.
इनका गुणा करने पर:
$E = [\cos(-10\theta) + i\sin(-10\theta)] [\cos(-18\theta) + i\sin(-18\theta)] [i(\cos 3\theta + i\sin 3\theta)]$.
$E = i [\cos(-10\theta - 18\theta + 3\theta) + i\sin(-10\theta - 18\theta + 3\theta)]$.
$E = i [\cos(-25\theta) + i\sin(-25\theta)] = i(\cos 25\theta - i\sin 25\theta)$.
12
MediumMCQ
यदि $a = \sqrt{2i}$ है,तो निम्नलिखित में से कौन सा सही है?
A
$a = 1 + i$
B
$a = 1 - i$
C
$a = -(\sqrt{2})i$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) दिया गया है $a = \sqrt{2i}$.
हम $2i$ को ध्रुवीय रूप में $2(\cos \frac{\pi}{2} + i \sin \frac{\pi}{2})$ के रूप में लिख सकते हैं।
तब $a = \sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{2} + i \sin \frac{\pi}{2})^{1/2}$.
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$a = \sqrt{2} (\cos \frac{\pi}{4} + i \sin \frac{\pi}{4})$.
$a = \sqrt{2} (\frac{1}{\sqrt{2}} + i \frac{1}{\sqrt{2}}) = 1 + i$.
वैकल्पिक रूप से,विकल्पों का वर्ग करने पर: $(1+i)^2 = 1^2 + i^2 + 2i = 1 - 1 + 2i = 2i$. अतः,$a = 1+i$ सही है।
13
MediumMCQ
${\left( \frac{1 + \cos \phi + i\sin \phi }{1 + \cos \phi - i\sin \phi } \right)^n} = $
A
$\cos n\phi - i\sin n\phi $
B
$\cos n\phi + i\sin n\phi $
C
$\sin n\phi + i\cos n\phi $
D
$\sin n\phi - i\cos n\phi $

Solution

(B) दी गई अभिव्यक्ति: $L.H.S. = {\left[ \frac{1 + \cos \phi + i\sin \phi }{1 + \cos \phi - i\sin \phi } \right]^n}$
अर्ध-कोण सर्वसमिकाओं $1 + \cos \phi = 2\cos^2(\phi/2)$ और $\sin \phi = 2\sin(\phi/2)\cos(\phi/2)$ का उपयोग करने पर:
$L.H.S. = {\left[ \frac{2\cos^2(\phi/2) + 2i\sin(\phi/2)\cos(\phi/2)}{2\cos^2(\phi/2) - 2i\sin(\phi/2)\cos(\phi/2)} \right]^n}$
$= {\left[ \frac{2\cos(\phi/2)(\cos(\phi/2) + i\sin(\phi/2))}{2\cos(\phi/2)(\cos(\phi/2) - i\sin(\phi/2))} \right]^n}$
$= {\left[ \frac{\cos(\phi/2) + i\sin(\phi/2)}{\cos(\phi/2) - i\sin(\phi/2)} \right]^n}$
यूलर के सूत्र $e^{i\theta} = \cos \theta + i\sin \theta$ का उपयोग करने पर:
$= {\left[ \frac{e^{i\phi/2}}{e^{-i\phi/2}} \right]^n} = {(e^{i\phi/2 + i\phi/2})^n} = {(e^{i\phi})^n}$
$= e^{in\phi} = \cos n\phi + i\sin n\phi$.
14
MediumMCQ
यदि ${\left( {\frac{{1 + \cos \theta + i\sin \theta }}{{i + \sin \theta + i\cos \theta }}} \right)^4} = \cos n\theta + i\sin n\theta $ है,तो $n$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(D) माना $z = \frac{1 + \cos \theta + i\sin \theta}{i + \sin \theta + i\cos \theta}$ है।
अंश का सरलीकरण: $1 + \cos \theta + i\sin \theta = 2\cos^2(\theta/2) + 2i\sin(\theta/2)\cos(\theta/2) = 2\cos(\theta/2) [\cos(\theta/2) + i\sin(\theta/2)]$.
हर का सरलीकरण: $i + \sin \theta + i\cos \theta = i(1 + \cos \theta) + \sin \theta = 2\cos(\theta/2) [\sin(\theta/2) + i\cos(\theta/2)]$.
अतः,$z = \frac{1}{i} \frac{\cos(\theta/2) + i\sin(\theta/2)}{\cos(\theta/2) - i\sin(\theta/2)} = -i [\cos(\theta/2) + i\sin(\theta/2)]^2 = -i(\cos \theta + i\sin \theta)$ है।
इसलिए,$z^4 = (-i)^4 (\cos \theta + i\sin \theta)^4 = \cos 4\theta + i\sin 4\theta$ है।
तुलना करने पर,$n = 4$ प्राप्त होता है।
15
MediumMCQ
${\left( \frac{\cos \theta + i\sin \theta}{\sin \theta + i\cos \theta} \right)^4}$ का मान क्या है?
A
$\sin 8\theta - i\cos 8\theta$
B
$\cos 8\theta - i\sin 8\theta$
C
$\sin 8\theta + i\cos 8\theta$
D
$\cos 8\theta + i\sin 8\theta$

Solution

(D) हमारे पास व्यंजक $Z = {\left( \frac{\cos \theta + i\sin \theta}{\sin \theta + i\cos \theta} \right)^4}$ है।
ध्यान दें कि $\sin \theta + i\cos \theta = i(\cos \theta - i\sin \theta)$ है।
अतः,$Z = \frac{(\cos \theta + i\sin \theta)^4}{i^4(\cos \theta - i\sin \theta)^4}$।
चूंकि $i^4 = 1$,हम डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हैं: $(\cos \theta + i\sin \theta)^n = \cos n\theta + i\sin n\theta$।
$Z = \frac{\cos 4\theta + i\sin 4\theta}{\cos 4\theta - i\sin 4\theta}$।
अंश और हर को $(\cos 4\theta + i\sin 4\theta)$ से गुणा करने पर:
$Z = \frac{(\cos 4\theta + i\sin 4\theta)^2}{\cos^2 4\theta + \sin^2 4\theta}$।
चूंकि $\cos^2 4\theta + \sin^2 4\theta = 1$,हमें $Z = (\cos 4\theta + i\sin 4\theta)^2 = \cos 8\theta + i\sin 8\theta$ प्राप्त होता है।
16
EasyMCQ
$(-\sqrt{3} + i)^{53}$,जहाँ $i^2 = -1$,का मान ज्ञात कीजिए।
A
$2^{53}(\sqrt{3} + 2i)$
B
$2^{52}(\sqrt{3} - i)$
C
$2^{53}\left(\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2}i\right)$
D
$2^{53}(\sqrt{3} - i)$

Solution

(C) माना $z = -\sqrt{3} + i$.
सबसे पहले,$z$ को ध्रुवीय रूप में व्यक्त करें: $z = 2\left(-\frac{\sqrt{3}}{2} + i\frac{1}{2}\right) = 2(\cos 150^\circ + i \sin 150^\circ)$.
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$z^{53} = 2^{53}(\cos 150^\circ + i \sin 150^\circ)^{53}$.
$z^{53} = 2^{53}(\cos(53 \times 150^\circ) + i \sin(53 \times 150^\circ))$.
$53 \times 150^\circ = 7950^\circ$.
$7950^\circ$ को $360^\circ$ से विभाजित करने पर: $7950 = 22 \times 360 + 30$.
अतः,$z^{53} = 2^{53}(\cos 30^\circ + i \sin 30^\circ)$.
$z^{53} = 2^{53}\left(\frac{\sqrt{3}}{2} + i\frac{1}{2}\right)$.
17
MediumMCQ
$\left[ \frac{1 - \cos \frac{\pi}{10} + i\sin \frac{\pi}{10}}{1 - \cos \frac{\pi}{10} - i\sin \frac{\pi}{10}} \right]^{10}$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$0$
B
$-1$
C
$1$
D
$2$

Solution

(B) माना $\theta = \frac{\pi}{10}$। व्यंजक $\left[ \frac{1 - \cos \theta + i\sin \theta}{1 - \cos \theta - i\sin \theta} \right]^{10}$ है।
सर्वसमिका $1 - \cos \theta = 2\sin^2 \frac{\theta}{2}$ और $\sin \theta = 2\sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2}$ का उपयोग करने पर:
अंश $= 2\sin^2 \frac{\theta}{2} + i(2\sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2}) = 2i\sin \frac{\theta}{2} e^{-i\theta/2}$.
हर $= 2\sin^2 \frac{\theta}{2} - i(2\sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2}) = -2i\sin \frac{\theta}{2} e^{i\theta/2}$.
भाग देने पर: $\frac{2i\sin \frac{\theta}{2} e^{-i\theta/2}}{-2i\sin \frac{\theta}{2} e^{i\theta/2}} = -e^{-i\theta} = -(\cos \theta - i\sin \theta)$.
$10$ घात लेने पर: $(-1)^{10} (\cos \theta - i\sin \theta)^{10} = 1 \cdot (\cos 10\theta - i\sin 10\theta) = \cos \pi - i\sin \pi = -1$.
18
EasyMCQ
$\frac{(\cos 2\theta - i\sin 2\theta)^4 (\cos 4\theta + i\sin 4\theta)^{-5}}{(\cos 3\theta + i\sin 3\theta)^{-2} (\cos 3\theta - i\sin 3\theta)^{-9}}$ को $x + iy$ के रूप में व्यक्त कीजिए।
A
$\cos 49\theta - i\sin 49\theta$
B
$\cos 23\theta - i\sin 23\theta$
C
$\cos 49\theta + i\sin 49\theta$
D
$\cos 21\theta + i\sin 21\theta$

Solution

(A) डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,हम जानते हैं कि $(\cos \theta + i\sin \theta)^n = \cos n\theta + i\sin n\theta$।
माना $z = \cos \theta + i\sin \theta$। तब $\cos n\theta - i\sin n\theta = z^{-n}$ और $\cos n\theta + i\sin n\theta = z^n$।
व्यंजक इस प्रकार हो जाता है:
$\frac{(z^{-2})^4 (z^4)^{-5}}{(z^3)^{-2} (z^{-3})^{-9}}$
$= \frac{z^{-8} \cdot z^{-20}}{z^{-6} \cdot z^{27}}$
$= \frac{z^{-28}}{z^{21}}$
$= z^{-28-21} = z^{-49}$
$= \cos(-49\theta) + i\sin(-49\theta)$
$= \cos 49\theta - i\sin 49\theta$।
19
EasyMCQ
$(\sin \theta + i\cos \theta )^n$ किसके बराबर है?
A
$\cos n\theta + i\sin n\theta $
B
$\sin n\theta + i\cos n\theta $
C
$\cos n\left( \frac{\pi }{2} - \theta \right) + i\sin n\left( \frac{\pi }{2} - \theta \right)$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) हम जानते हैं कि $\sin \theta = \cos \left( \frac{\pi }{2} - \theta \right)$ और $\cos \theta = \sin \left( \frac{\pi }{2} - \theta \right)$.
इन मानों को व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर,$(\sin \theta + i\cos \theta )^n = \left[ \cos \left( \frac{\pi }{2} - \theta \right) + i\sin \left( \frac{\pi }{2} - \theta \right) \right]^n$.
डी मॉइवर प्रमेय के अनुसार,$(\cos \phi + i\sin \phi )^n = \cos(n\phi) + i\sin(n\phi)$.
यहाँ $\phi = \frac{\pi }{2} - \theta$ रखने पर,हमें $\cos n\left( \frac{\pi }{2} - \theta \right) + i\sin n\left( \frac{\pi }{2} - \theta \right)$ प्राप्त होता है।
20
EasyMCQ
${\left[ {\frac{{1 + \cos (\pi /8) + i\sin (\pi /8)}}{{1 + \cos (\pi /8) - i\sin (\pi /8)}}} \right]^8}$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$-1$
B
$0$
C
$1$
D
$2$

Solution

(A) माना $z = \frac{1 + \cos(\pi/8) + i\sin(\pi/8)}{1 + \cos(\pi/8) - i\sin(\pi/8)}$.
सर्वसमिकाओं $1 + \cos \theta = 2\cos^2(\theta/2)$ और $\sin \theta = 2\sin(\theta/2)\cos(\theta/2)$ का उपयोग करने पर:
$z = \frac{2\cos^2(\pi/16) + 2i\sin(\pi/16)\cos(\pi/16)}{2\cos^2(\pi/16) - 2i\sin(\pi/16)\cos(\pi/16)}$
$z = \frac{2\cos(\pi/16) [\cos(\pi/16) + i\sin(\pi/16)]}{2\cos(\pi/16) [\cos(\pi/16) - i\sin(\pi/16)]}$
$z = \frac{\cos(\pi/16) + i\sin(\pi/16)}{\cos(\pi/16) - i\sin(\pi/16)}$
यूलर के सूत्र $e^{i\theta} = \cos \theta + i\sin \theta$ का उपयोग करने पर,$z = \frac{e^{i\pi/16}}{e^{-i\pi/16}} = e^{i\pi/8}$.
अतः $z^8 = (e^{i\pi/8})^8 = e^{i\pi} = \cos \pi + i\sin \pi = -1$.
21
MediumMCQ
यदि ${x_n} = \cos \left( \frac{\pi }{4^n} \right) + i \sin \left( \frac{\pi }{4^n} \right)$ है,तो ${x_1} \cdot {x_2} \cdot {x_3} \dots \infty = $
A
$\frac{1 + i\sqrt{3}}{2}$
B
$\frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}$
C
$\frac{1 - i\sqrt{3}}{2}$
D
$\frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}$

Solution

(A) दिया गया है ${x_n} = \cos \left( \frac{\pi }{4^n} \right) + i \sin \left( \frac{\pi }{4^n} \right)$.
सम्मिश्र संख्याओं के गुणधर्म का उपयोग करते हुए,${x_1} \cdot {x_2} \cdot {x_3} \dots \infty = \prod_{n=1}^{\infty} \left( \cos \left( \frac{\pi }{4^n} \right) + i \sin \left( \frac{\pi }{4^n} \right) \right)$.
यह $\cos \left( \sum_{n=1}^{\infty} \frac{\pi }{4^n} \right) + i \sin \left( \sum_{n=1}^{\infty} \frac{\pi }{4^n} \right)$ के बराबर है।
अनंत गुणोत्तर श्रेणी का योग $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{\pi }{4^n} = \frac{\pi/4}{1 - 1/4} = \frac{\pi/4}{3/4} = \frac{\pi}{3}$ है।
अतः,व्यंजक $\cos \left( \frac{\pi}{3} \right) + i \sin \left( \frac{\pi}{3} \right)$ बन जाता है।
$= \frac{1}{2} + i \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{1 + i\sqrt{3}}{2}$.
22
MediumMCQ
$\frac{(\cos \alpha + i\sin \alpha )^4}{(\sin \beta + i\cos \beta )^5} = $
A
$\cos (4\alpha + 5\beta ) + i\sin (4\alpha + 5\beta )$
B
$\cos (4\alpha + 5\beta ) - i\sin (4\alpha + 5\beta )$
C
$\sin (4\alpha + 5\beta ) - i\cos (4\alpha + 5\beta )$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) दी गई अभिव्यक्ति: $\frac{(\cos \alpha + i\sin \alpha )^4}{(\sin \beta + i\cos \beta )^5}$
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,अंश $\cos 4\alpha + i\sin 4\alpha$ है।
हर के लिए,हम $\sin \beta + i\cos \beta = i(\cos \beta - i\sin \beta)$ लिखते हैं।
अतः,हर $i^5(\cos \beta - i\sin \beta)^5 = i(\cos 5\beta - i\sin 5\beta)$ हो जाता है।
इस प्रकार,अभिव्यक्ति $\frac{\cos 4\alpha + i\sin 4\alpha}{i(\cos 5\beta - i\sin 5\beta)} = \frac{1}{i}(\cos 4\alpha + i\sin 4\alpha)(\cos 5\beta + i\sin 5\beta)$ है।
चूंकि $\frac{1}{i} = -i$,हमारे पास $-i[\cos (4\alpha + 5\beta) + i\sin (4\alpha + 5\beta)]$ है।
$= -i\cos (4\alpha + 5\beta) - i^2\sin (4\alpha + 5\beta) = \sin (4\alpha + 5\beta) - i\cos (4\alpha + 5\beta)$.
23
DifficultMCQ
$i^{1/3}$ का मान क्या है?
A
$\frac{\sqrt{3} + i}{2}$
B
$\frac{\sqrt{3} - i}{2}$
C
$\frac{1 + i\sqrt{3}}{2}$
D
$\frac{1 - i\sqrt{3}}{2}$

Solution

(A) हम जानते हैं कि $i = \cos(\frac{\pi}{2}) + i\sin(\frac{\pi}{2})$.
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$i^{1/3} = (\cos(\frac{\pi}{2}) + i\sin(\frac{\pi}{2}))^{1/3} = \cos(\frac{\pi}{6}) + i\sin(\frac{\pi}{6})$.
त्रिकोणमितीय मान रखने पर,$\cos(\frac{\pi}{6}) = \frac{\sqrt{3}}{2}$ और $\sin(\frac{\pi}{6}) = \frac{1}{2}$ प्राप्त होता है।
अतः,$i^{1/3} = \frac{\sqrt{3}}{2} + i\frac{1}{2} = \frac{\sqrt{3} + i}{2}$.
24
MediumMCQ
यदि $z = (1 + i\sqrt{3})^{100}$ है,तो $\frac{\text{Re}(z)}{\text{Im}(z)}$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$2^{100}$
B
$2^{50}$
C
$\frac{1}{\sqrt{3}}$
D
$\sqrt{3}$

Solution

(C) माना $w = 1 + i\sqrt{3}$ है।
ध्रुवीय रूप में बदलने पर,$r = |w| = \sqrt{1^2 + (\sqrt{3})^2} = 2$ है।
$\theta = \arg(w) = \tan^{-1}(\sqrt{3}/1) = \frac{\pi}{3}$ है।
अतः,$w = 2(\cos \frac{\pi}{3} + i \sin \frac{\pi}{3})$ है।
तब $z = w^{100} = 2^{100}(\cos \frac{100\pi}{3} + i \sin \frac{100\pi}{3})$ है।
चूंकि $\frac{100\pi}{3} = 33\pi + \frac{\pi}{3}$ है,इसलिए $\cos(\frac{100\pi}{3}) = -\frac{1}{2}$ और $\sin(\frac{100\pi}{3}) = -\frac{\sqrt{3}}{2}$ है।
इस प्रकार,$z = 2^{100}(-\frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2})$ है।
$\text{Re}(z) = -2^{99}$ और $\text{Im}(z) = -2^{99}\sqrt{3}$ है।
अतः,$\frac{\text{Re}(z)}{\text{Im}(z)} = \frac{-2^{99}}{-2^{99}\sqrt{3}} = \frac{1}{\sqrt{3}}$ है।
25
MediumMCQ
${\left( {\frac{{1 + \sin \theta + i\cos \theta }}{{1 + \sin \theta - i\cos \theta }}} \right)^n} = $
A
$\cos \left( {\frac{{n\pi }}{2} - n\theta } \right) + i\sin \left( {\frac{{n\pi }}{2} - n\theta } \right)$
B
$\cos \left( {\frac{{n\pi }}{2} + n\theta } \right) + i\sin \left( {\frac{{n\pi }}{2} + n\theta } \right)$
C
$\sin \left( {\frac{{n\pi }}{2} - n\theta } \right) + i\cos \left( {\frac{{n\pi }}{2} - n\theta } \right)$
D
$\cos n\left( {\frac{\pi }{2} + 2\theta } \right) + i\sin n\left( {\frac{\pi }{2} + 2\theta } \right)$

Solution

(A) माना $z = \frac{1 + \sin \theta + i\cos \theta}{1 + \sin \theta - i\cos \theta}$.
$\sin \theta = \cos(\frac{\pi}{2} - \theta)$ और $\cos \theta = \sin(\frac{\pi}{2} - \theta)$ सर्वसमिकाओं का उपयोग करते हुए, माना $\alpha = \frac{\pi}{2} - \theta$.
तब $z = \frac{1 + \cos \alpha + i\sin \alpha}{1 + \cos \alpha - i\sin \alpha}$.
अर्ध-कोण सूत्रों $1 + \cos \alpha = 2\cos^2(\frac{\alpha}{2})$ और $\sin \alpha = 2\sin(\frac{\alpha}{2})\cos(\frac{\alpha}{2})$ का उपयोग करते हुए:
$z = \frac{2\cos^2(\frac{\alpha}{2}) + i(2\sin(\frac{\alpha}{2})\cos(\frac{\alpha}{2}))}{2\cos^2(\frac{\alpha}{2}) - i(2\sin(\frac{\alpha}{2})\cos(\frac{\alpha}{2}))} = \frac{\cos(\frac{\alpha}{2}) + i\sin(\frac{\alpha}{2})}{\cos(\frac{\alpha}{2}) - i\sin(\frac{\alpha}{2})}$.
अतः, $z^n = e^{in\alpha} = \cos(n\alpha) + i\sin(n\alpha)$.
$\alpha = \frac{\pi}{2} - \theta$ प्रतिस्थापित करने पर, हमें $\cos(\frac{n\pi}{2} - n\theta) + i\sin(\frac{n\pi}{2} - n\theta)$ प्राप्त होता है।
26
EasyMCQ
यदि $n$ एक धनात्मक पूर्णांक है,तो $(1 + i)^n + (1 - i)^n$ का मान क्या होगा?
A
$(\sqrt{2})^{n-2} \cos \left( \frac{n\pi}{4} \right)$
B
$(\sqrt{2})^{n-2} \sin \left( \frac{n\pi}{4} \right)$
C
$(\sqrt{2})^{n+2} \cos \left( \frac{n\pi}{4} \right)$
D
$(\sqrt{2})^{n+2} \sin \left( \frac{n\pi}{4} \right)$

Solution

(C) हम $1+i$ और $1-i$ को ध्रुवीय रूप में व्यक्त करते हैं:
$1+i = \sqrt{2} \left( \cos \frac{\pi}{4} + i \sin \frac{\pi}{4} \right)$
$1-i = \sqrt{2} \left( \cos \frac{\pi}{4} - i \sin \frac{\pi}{4} \right)$
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए:
$(1+i)^n + (1-i)^n = (\sqrt{2})^n \left( \cos \frac{n\pi}{4} + i \sin \frac{n\pi}{4} \right) + (\sqrt{2})^n \left( \cos \frac{n\pi}{4} - i \sin \frac{n\pi}{4} \right)$
$= 2 \cdot (\sqrt{2})^n \cos \frac{n\pi}{4}$
$= 2^1 \cdot 2^{n/2} \cos \frac{n\pi}{4}$
$= 2^{(n/2) + 1} \cos \frac{n\pi}{4}$
$= (\sqrt{2})^{n+2} \cos \frac{n\pi}{4}$
27
MediumMCQ
यदि $\frac{1}{x} + x = 2\cos \theta$ है,तो ${x^n} + \frac{1}{{{x^n}}}$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$2\cos n\theta$
B
$2\sin n\theta$
C
$\cos n\theta$
D
$\sin n\theta$

Solution

(A) दिया गया है कि $\frac{1}{x} + x = 2\cos \theta$।
$x$ से गुणा करने पर,$x^2 - 2x\cos \theta + 1 = 0$ प्राप्त होता है।
द्विघात सूत्र का उपयोग करने पर,$x = \frac{2\cos \theta \pm \sqrt{4\cos^2 \theta - 4}}{2} = \cos \theta \pm i\sin \theta$।
डी मॉइवर प्रमेय के अनुसार,$x^n = (\cos \theta \pm i\sin \theta)^n = \cos n\theta \pm i\sin n\theta$।
इसी प्रकार,$\frac{1}{x^n} = x^{-n} = (\cos \theta \pm i\sin \theta)^{-n} = \cos n\theta \mp i\sin n\theta$।
दोनों को जोड़ने पर,$x^n + \frac{1}{x^n} = (\cos n\theta \pm i\sin n\theta) + (\cos n\theta \mp i\sin n\theta) = 2\cos n\theta$।
28
MediumMCQ
यदि $i{z^4} + 1 = 0$ है,तो $z$ का मान क्या हो सकता है?
A
$\frac{1 + i}{\sqrt{2}}$
B
$\cos \frac{\pi}{8} + i \sin \frac{\pi}{8}$
C
$\frac{1}{4i}$
D
$i$

Solution

(B) दिया गया है $i{z^4} + 1 = 0$.
$i{z^4} = -1$.
${z^4} = \frac{-1}{i} = i$.
हम जानते हैं कि $i = \cos \frac{\pi}{2} + i \sin \frac{\pi}{2}$.
डी मोइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$z = {\left( \cos \frac{\pi}{2} + i \sin \frac{\pi}{2} \right)}^{1/4}$.
$z = \cos \frac{\pi}{8} + i \sin \frac{\pi}{8}$.
अतः,सही विकल्प $B$ है।
29
MediumMCQ
वे दो संख्याएँ ऐसी हैं कि प्रत्येक एक-दूसरे का वर्ग है,वे हैं:
A
$\omega, \omega^3$
B
$-i, i$
C
$-1, 1$
D
$\omega, \omega^2$

Solution

(D) मान लीजिए कि दो संख्याएँ $x$ और $y$ हैं।
प्रश्न के अनुसार,$y = x^2$ और $x = y^2$ है।
पहले समीकरण को दूसरे में प्रतिस्थापित करने पर,हमें $x = (x^2)^2 = x^4$ प्राप्त होता है।
इसका अर्थ है $x^4 - x = 0$,या $x(x^3 - 1) = 0$।
मूल $x = 0$ या $x^3 = 1$ हैं।
यदि $x = 0$ है,तो $y = 0^2 = 0$।
यदि $x^3 = 1$ है,तो मूल $1, \omega, \omega^2$ हैं।
युग्म $(\omega, \omega^2)$ के लिए,हमारे पास $(\omega)^2 = \omega^2$ और $(\omega^2)^2 = \omega^4 = \omega \cdot \omega^3 = \omega \cdot 1 = \omega$ है।
अतः,संख्याएँ $\omega$ और $\omega^2$ हैं।
30
EasyMCQ
यदि $\omega$ इकाई का एक सम्मिश्र घनमूल है,तो $(1 + \omega - \omega^2)(1 - \omega + \omega^2) = $
A
$1$
B
$0$
C
$2$
D
$4$

Solution

(D) हम जानते हैं कि इकाई के सम्मिश्र घनमूल $\omega$ के लिए,निम्नलिखित गुण सत्य हैं: $\omega^3 = 1$ और $1 + \omega + \omega^2 = 0$।
$1 + \omega + \omega^2 = 0$ से,हमें $1 + \omega = -\omega^2$ और $1 + \omega^2 = -\omega$ प्राप्त होता है।
इन मानों को दिए गए व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर:
$(1 + \omega - \omega^2)(1 - \omega + \omega^2) = (-\omega^2 - \omega^2)(-\omega - \omega)$
$= (-2\omega^2)(-2\omega)$
$= 4\omega^3$
चूंकि $\omega^3 = 1$,इसलिए व्यंजक का सरलीकृत मान $4(1) = 4$ है।
31
MediumMCQ
$(27)^{1/3} = $
A
$3$
B
$3, 3i, 3i^2$
C
$3, 3\omega, 3\omega^2$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) माना $x = (27)^{1/3}$.
तब $x^3 = 27$,जिसका अर्थ है $x^3 - 27 = 0$.
इसे $(x - 3)(x^2 + 3x + 9) = 0$ के रूप में गुणनखंडित किया जा सकता है।
मूल $x = 3$ और $x^2 + 3x + 9 = 0$ के मूल हैं।
द्विघात सूत्र का उपयोग करने पर,$x = \frac{-3 \pm \sqrt{9 - 36}}{2} = \frac{-3 \pm i\sqrt{27}}{2} = 3 \left( \frac{-1 \pm i\sqrt{3}}{2} \right)$.
चूंकि $\omega = \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}$ और $\omega^2 = \frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}$,इसलिए मूल $3, 3\omega, 3\omega^2$ हैं।
32
MediumMCQ
यदि $n$ एक धनात्मक पूर्णांक है जो $3$ का गुणज नहीं है,तो $1 + \omega^n + \omega^{2n} = $
A
$3$
B
$1$
C
$0$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) हम जानते हैं कि $\omega$ इकाई का घनमूल है,इसलिए $\omega^3 = 1$ और $1 + \omega + \omega^2 = 0$.
चूंकि $n$,$3$ का गुणज नहीं है,इसलिए $n$ का रूप $3k + 1$ या $3k + 2$ हो सकता है।
स्थिति $1$: यदि $n = 3k + 1$ है,तो $\omega^n = \omega$ और $\omega^{2n} = \omega^2$.
अतः,$1 + \omega^n + \omega^{2n} = 1 + \omega + \omega^2 = 0$.
स्थिति $2$: यदि $n = 3k + 2$ है,तो $\omega^n = \omega^2$ और $\omega^{2n} = \omega$.
अतः,$1 + \omega^n + \omega^{2n} = 1 + \omega^2 + \omega = 0$.
दोनों स्थितियों में,योग $0$ है।
33
MediumMCQ
इकाई (unity) के दो काल्पनिक घनमूलों में से किसी एक का वर्ग क्या होगा?
A
इकाई का वास्तविक मूल
B
इकाई का दूसरा काल्पनिक घनमूल
C
इकाई के दो काल्पनिक मूलों का योग
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) इकाई के घनमूल $1, \omega, \omega^2$ हैं,जहाँ $\omega = e^{i\frac{2\pi}{3}}$ और $\omega^2 = e^{i\frac{4\pi}{3}}$ है।
चूँकि $\omega^2$,$\omega$ का वर्ग है,और $(\omega^2)^2 = \omega^4 = \omega^3 \cdot \omega = 1 \cdot \omega = \omega$,इसलिए इकाई के किसी भी काल्पनिक घनमूल का वर्ग दूसरा काल्पनिक घनमूल होता है।
34
MediumMCQ
यदि $\omega$ इकाई का घनमूल है,तो $(1 + \omega)^3 - (1 + \omega^2)^3 = $
A
$0$
B
$\omega$
C
$\omega^2$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) हम जानते हैं कि इकाई के घनमूल के लिए,$1 + \omega + \omega^2 = 0$ होता है।
अतः,$1 + \omega = -\omega^2$ और $1 + \omega^2 = -\omega$ होगा।
इन मानों को व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर:
$(1 + \omega)^3 - (1 + \omega^2)^3 = (-\omega^2)^3 - (-\omega)^3$
$= -\omega^6 - (-\omega^3)$
$= -(\omega^3)^2 + \omega^3$
चूंकि $\omega^3 = 1$,इसलिए:
$= -(1)^2 + 1 = -1 + 1 = 0$.
35
EasyMCQ
यदि $\alpha$ और $\beta$ इकाई के काल्पनिक घनमूल हैं,तो $\alpha^4 + \beta^4 + \frac{1}{\alpha\beta} = $
A
$3$
B
$0$
C
$1$
D
$2$

Solution

(B) इकाई के काल्पनिक घनमूल $\omega$ और $\omega^2$ हैं।
माना $\alpha = \omega$ और $\beta = \omega^2$ है।
हम जानते हैं कि $\omega^3 = 1$ और $1 + \omega + \omega^2 = 0$ होता है।
व्यंजक $\alpha^4 + \beta^4 + \frac{1}{\alpha\beta}$ में इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$= \omega^4 + (\omega^2)^4 + \frac{1}{\omega \cdot \omega^2}$
$= \omega^4 + \omega^8 + \frac{1}{\omega^3}$
$= \omega + \omega^2 + \frac{1}{1}$
$= \omega + \omega^2 + 1$
$= 0$.
36
EasyMCQ
यदि $\omega$ इकाई का एक सम्मिश्र घनमूल है,तो $(1 - \omega )(1 - {\omega ^2})(1 - {\omega ^4})(1 - {\omega ^8}) = $
A
$0$
B
$1$
C
$9$
D
$81$

Solution

(C) हम जानते हैं कि $\omega^3 = 1$ और $1 + \omega + \omega^2 = 0$ होता है।
दिया गया व्यंजक: $(1 - \omega)(1 - \omega^2)(1 - \omega^4)(1 - \omega^8)$ है।
चूंकि $\omega^3 = 1$,इसलिए $\omega^4 = \omega$ और $\omega^8 = \omega^2$ होगा।
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर,व्यंजक इस प्रकार हो जाता है: $(1 - \omega)(1 - \omega^2)(1 - \omega)(1 - \omega^2) = [(1 - \omega)(1 - \omega^2)]^2$।
आंतरिक गुणनफल का विस्तार करने पर: $(1 - \omega - \omega^2 + \omega^3) = (1 - (\omega + \omega^2) + 1) = (1 - (-1) + 1) = 3$ प्राप्त होता है।
अतः,व्यंजक का मान $3^2 = 9$ है।
37
EasyMCQ
यदि $\omega$ इकाई का घनमूल है,तो $(1 - \omega + \omega^2)^5 + (1 + \omega - \omega^2)^5$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$16$
B
$32$
C
$48$
D
$-32$

Solution

(B) दिया गया है कि $\omega$ इकाई का घनमूल है,इसलिए $1 + \omega + \omega^2 = 0$ और $\omega^3 = 1$ है।
$1 + \omega^2 = -\omega$ का उपयोग करने पर,पहला पद $(1 - \omega + \omega^2)^5 = (-\omega - \omega)^5 = (-2\omega)^5 = -32\omega^5$ हो जाता है।
चूंकि $\omega^5 = \omega^3 \cdot \omega^2 = \omega^2$ है,यह $-32\omega^2$ में सरल हो जाता है।
$1 + \omega = -\omega^2$ का उपयोग करने पर,दूसरा पद $(1 + \omega - \omega^2)^5 = (-\omega^2 - \omega^2)^5 = (-2\omega^2)^5 = -32\omega^{10}$ हो जाता है।
चूंकि $\omega^{10} = (\omega^3)^3 \cdot \omega = \omega$ है,यह $-32\omega$ में सरल हो जाता है।
दोनों पदों को जोड़ने पर: $-32\omega^2 - 32\omega = -32(\omega^2 + \omega)$।
चूंकि $1 + \omega + \omega^2 = 0$ है,इसलिए $\omega^2 + \omega = -1$ है।
अतः,$-32(-1) = 32$।
38
MediumMCQ
यदि $x = a, y = b\omega, z = c\omega^2$ है,जहाँ $\omega$ इकाई का एक सम्मिश्र घनमूल है,तो $\frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} = $
A
$3$
B
$1$
C
$0$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) दिया गया है कि $x = a, y = b\omega, z = c\omega^2$ है।
इन मानों को व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर:
$\frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} = \frac{a}{a} + \frac{b\omega}{b} + \frac{c\omega^2}{c}$
$= 1 + \omega + \omega^2$
चूँकि $\omega$ इकाई का एक सम्मिश्र घनमूल है,हम जानते हैं कि $1 + \omega + \omega^2 = 0$ होता है।
अतः,मान $0$ है।
39
EasyMCQ
यदि $\omega$ इकाई का एक सम्मिश्र घनमूल है,तो $(x - y)(x\omega - y)(x\omega^2 - y) = $
A
$x^2 + y^2$
B
$x^2 - y^2$
C
$x^3 - y^3$
D
$x^3 + y^3$

Solution

(C) दी गई अभिव्यक्ति: $(x - y)(x\omega - y)(x\omega^2 - y)$
पहले दो पदों का गुणा करने पर:
$(x - y)(x\omega - y) = x^2\omega - xy - xy\omega + y^2$
अब,परिणाम को तीसरे पद $(x\omega^2 - y)$ से गुणा करने पर:
$= (x^2\omega - xy - xy\omega + y^2)(x\omega^2 - y)$
$= x^3\omega^3 - x^2y\omega - x^2y\omega^2 + xy^2 - x^2y\omega^3 + xy^2\omega + xy^2\omega^2 - y^3$
$= x^3(1) - x^2y(\omega + \omega^2 + 1) + xy^2(1 + \omega + \omega^2) - y^3$
चूंकि $1 + \omega + \omega^2 = 0$:
$= x^3 - x^2y(0) + xy^2(0) - y^3$
$= x^3 - y^3$
40
EasyMCQ
यदि $\omega$ इकाई का एक सम्मिश्र घनमूल है,तो $(1 + \omega)(1 + \omega^2)(1 + \omega^4)(1 + \omega^8) \dots$ $2n$ गुणनखंडों तक का मान क्या होगा?
A
$0$
B
$1$
C
$-1$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) दी गई व्यंजक: $P = (1 + \omega)(1 + \omega^2)(1 + \omega^4)(1 + \omega^8) \dots$ $2n$ गुणनखंडों तक।
चूंकि $\omega^3 = 1$,इसलिए $\omega^4 = \omega$ और $\omega^8 = \omega^2$ होता है।
अतः,व्यंजक: $P = (1 + \omega)(1 + \omega^2)(1 + \omega)(1 + \omega^2) \dots$ $2n$ गुणनखंडों तक।
इसे $(1 + \omega)(1 + \omega^2)$ के $n$ युग्मों में समूहित किया जा सकता है।
हम जानते हैं कि $1 + \omega + \omega^2 = 0$,इसलिए $1 + \omega = -\omega^2$ और $1 + \omega^2 = -\omega$ होता है।
अतः,$(1 + \omega)(1 + \omega^2) = (-\omega^2)(-\omega) = \omega^3 = 1$।
चूंकि ऐसे $n$ युग्म हैं,इसलिए गुणनफल $1^n = 1$ होगा।
41
DifficultMCQ
${\left( \cos \frac{\pi }{3} + i\sin \frac{\pi }{3} \right)^{3/4}}$ के सभी मूलों का गुणनफल क्या है?
A
$-1$
B
$1$
C
$\frac{3}{2}$
D
$-\frac{1}{2}$

Solution

(B) माना $z = \left( \cos \frac{\pi }{3} + i\sin \frac{\pi }{3} \right)^{3/4}$.
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$z = \left( e^{i\pi/3} \right)^{3/4} = e^{i\pi/4}$.
मूल $z_k = \cos \left( \frac{\pi + 2k\pi}{4} \right) + i\sin \left( \frac{\pi + 2k\pi}{4} \right)$ द्वारा दिए जाते हैं,जहाँ $k = 0, 1, 2, 3$.
ये $e^{i\pi} = -1$ के $4$थे मूल हैं।
एक सम्मिश्र संख्या $w$ के $n$वें मूलों का गुणनफल $(-1)^{n-1} w$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ,$n = 4$ और $w = -1$.
अतः,मूलों का गुणनफल $(-1)^{4-1} \times (-1) = (-1)^3 \times (-1) = (-1) \times (-1) = 1$ है।
42
EasyMCQ
यदि $x = a + b$,$y = a\alpha + b\beta$,और $z = a\beta + b\alpha$ है,जहाँ $\alpha$ और $\beta$ इकाई के सम्मिश्र घनमूल हैं,तो $xyz$ =
A
$a^2 + b^2$
B
$a^3 + b^3$
C
$a^3b^3$
D
$a^3 - b^3$

Solution

(B) दिया गया है कि $\alpha$ और $\beta$ इकाई के सम्मिश्र घनमूल हैं,इसलिए $\alpha = \omega$ और $\beta = \omega^2$ (या इसके विपरीत),जहाँ $1 + \omega + \omega^2 = 0$ और $\omega^3 = 1$ है।
हमें $xyz = (a + b)(a\omega + b\omega^2)(a\omega^2 + b\omega)$ की गणना करनी है।
सबसे पहले,$y$ और $z$ का गुणा करें:
$yz = (a\omega + b\omega^2)(a\omega^2 + b\omega) = a^2\omega^3 + ab\omega^2 + ab\omega^4 + b^2\omega^3$.
चूँकि $\omega^3 = 1$ और $\omega^4 = \omega$,यह सरल होकर निम्न प्रकार होगा:
$yz = a^2(1) + ab(\omega^2 + \omega) + b^2(1) = a^2 + ab(-1) + b^2 = a^2 - ab + b^2$.
अब,$x$ से गुणा करने पर:
$xyz = (a + b)(a^2 - ab + b^2) = a^3 + b^3$.
43
MediumMCQ
यदि $x = a + b$,$y = a\omega + b\omega^2$,और $z = a\omega^2 + b\omega$ है,तो $x^3 + y^3 + z^3$ का मान क्या होगा?
A
$a^3 + b^3$
B
$3(a^3 + b^3)$
C
$3(a^2 + b^2)$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) दिया गया है $x = a + b$,$y = a\omega + b\omega^2$,और $z = a\omega^2 + b\omega$।
हम जानते हैं कि $1 + \omega + \omega^2 = 0$ और $\omega^3 = 1$।
घनों का विस्तार करने पर:
$x^3 = (a + b)^3 = a^3 + b^3 + 3ab(a + b)$
$y^3 = (a\omega + b\omega^2)^3 = a^3 + b^3 + 3a^2b\omega + 3ab^2\omega^2$
$z^3 = (a\omega^2 + b\omega)^3 = a^3 + b^3 + 3a^2b\omega^2 + 3ab^2\omega$
इनका योग करने पर:
$x^3 + y^3 + z^3 = 3(a^3 + b^3) + 3a^2b(1 + \omega + \omega^2) + 3ab^2(1 + \omega^2 + \omega)$
चूंकि $1 + \omega + \omega^2 = 0$,इसलिए $a^2b$ और $ab^2$ वाले पद शून्य हो जाएंगे।
अतः,$x^3 + y^3 + z^3 = 3(a^3 + b^3)$।
44
MediumMCQ
$\frac{a + b\omega + c\omega^2}{b + c\omega + a\omega^2} + \frac{a + b\omega + c\omega^2}{c + a\omega + b\omega^2}$ का मान क्या होगा?
A
$1$
B
$-1$
C
$2$
D
$-2$

Solution

(B) माना कि दिया गया व्यंजक $E = \frac{a + b\omega + c\omega^2}{b + c\omega + a\omega^2} + \frac{a + b\omega + c\omega^2}{c + a\omega + b\omega^2}$ है।
प्रथम पद के अंश और हर को $\omega$ से गुणा करने पर:
$\frac{\omega(a + b\omega + c\omega^2)}{\omega(b + c\omega + a\omega^2)} = \frac{\omega(a + b\omega + c\omega^2)}{b\omega + c\omega^2 + a\omega^3} = \frac{\omega(a + b\omega + c\omega^2)}{a + b\omega + c\omega^2} = \omega$.
द्वितीय पद के अंश और हर को $\omega^2$ से गुणा करने पर:
$\frac{\omega^2(a + b\omega + c\omega^2)}{\omega^2(c + a\omega + b\omega^2)} = \frac{\omega^2(a + b\omega + c\omega^2)}{c\omega^2 + a\omega^3 + b\omega^4} = \frac{\omega^2(a + b\omega + c\omega^2)}{c\omega^2 + a + b\omega} = \omega^2$.
अतः,$E = \omega + \omega^2$.
चूंकि $1 + \omega + \omega^2 = 0$,इसलिए $\omega + \omega^2 = -1$.
45
MediumMCQ
इकाई के घनमूलों को जब आर्गंड समतल पर दर्शाया जाता है,तो वे किसके शीर्ष बनाते हैं?
A
समबाहु त्रिभुज
B
समद्विबाहु त्रिभुज
C
समकोण त्रिभुज
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) इकाई के घनमूल $1, \omega, \omega^2$ हैं।
ये बिंदु आर्गंड समतल पर इकाई वृत्त $|z| = 1$ पर स्थित हैं और इनके बीच का कोण $\frac{2\pi}{3}$ रेडियन $(120^\circ)$ है।
चूंकि ये बिंदु वृत्त पर समान दूरी पर हैं,इसलिए ये एक समबाहु त्रिभुज के शीर्ष बनाते हैं।
46
EasyMCQ
${\left( -\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i \right)^{1000}} = $
A
$\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i$
B
$\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2}i$
C
$-\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i$
D
$\text{इनमें से कोई नहीं}$

Solution

(C) माना $z = -\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i$ है।
यह इकाई का काल्पनिक घनमूल है,जिसे $\omega$ द्वारा दर्शाया जाता है।
हम जानते हैं कि $\omega^3 = 1$ होता है।
हमें $\omega^{1000}$ का मान ज्ञात करना है।
चूंकि $1000 = 3 \times 333 + 1$,इसलिए $\omega^{1000} = (\omega^3)^{333} \times \omega^1$ होगा।
$\omega^3 = 1$ प्रतिस्थापित करने पर,हमें $\omega^{1000} = (1)^{333} \times \omega = \omega$ प्राप्त होता है।
अतः,$\omega^{1000} = -\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i$।
47
MediumMCQ
यदि $\alpha, \beta, \gamma$ संख्या $p$ $(p < 0)$ के घनमूल हैं,तो किसी भी $x, y$ और $z$ के लिए,$\frac{x\alpha + y\beta + z\gamma}{x\beta + y\gamma + z\alpha} = $
A
$\frac{1}{2}(-1 + i\sqrt{3})$
B
$\frac{1}{2}(1 + i\sqrt{3})$
C
$\frac{1}{2}(1 - i\sqrt{3})$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(D) माना $p = -q$ जहाँ $q > 0$ है। $p$ के घनमूल $\alpha = -q^{1/3}$,$\beta = -q^{1/3}\omega$,और $\gamma = -q^{1/3}\omega^2$ हैं,जहाँ $\omega = \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}$ इकाई का सम्मिश्र घनमूल है।
इन मानों को व्यंजक में रखने पर:
$\frac{x(-q^{1/3}) + y(-q^{1/3}\omega) + z(-q^{1/3}\omega^2)}{x(-q^{1/3}\omega) + y(-q^{1/3}\omega^2) + z(-q^{1/3}\omega^3)} = \frac{-(x + y\omega + z\omega^2)}{-\omega(x + y\omega + z\omega^2)} = \frac{1}{\omega} = \omega^2$.
चूंकि $\omega^2 = \frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}$,दिए गए विकल्पों में से कोई भी सही नहीं है।
48
MediumMCQ
यदि $z = \frac{\sqrt{3} + i}{2}$ है,तो $z^{69}$ का मान क्या है?
A
$-i$
B
$i$
C
$1$
D
$-1$

Solution

(A) दिया गया है $z = \frac{\sqrt{3}}{2} + i\frac{1}{2} = \cos\left(\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(\frac{\pi}{6}\right)$.
डी मॉइवर प्रमेय का उपयोग करते हुए,$z^{69} = \left(\cos\left(\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(\frac{\pi}{6}\right)\right)^{69}$.
$z^{69} = \cos\left(\frac{69\pi}{6}\right) + i\sin\left(\frac{69\pi}{6}\right)$.
$z^{69} = \cos\left(\frac{23\pi}{2}\right) + i\sin\left(\frac{23\pi}{2}\right)$.
चूंकि $\frac{23\pi}{2} = 11\pi + \frac{\pi}{2}$,इसलिए $\cos\left(11\pi + \frac{\pi}{2}\right) = 0$ और $\sin\left(11\pi + \frac{\pi}{2}\right) = \sin\left(\pi + \frac{\pi}{2}\right) = -1$.
अतः,$z^{69} = 0 + i(-1) = -i$.
49
EasyMCQ
समीकरण $x^4 - 1 = 0$ के मूल हैं
A
$1, 1, i, -i$
B
$1, -1, i, -i$
C
$1, -1, \omega, \omega^2$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) दिया गया समीकरण $x^4 - 1 = 0$ है।
इसे $(x^2 - 1)(x^2 + 1) = 0$ के रूप में गुणनखंडित किया जा सकता है।
इसका अर्थ है कि $x^2 - 1 = 0$ या $x^2 + 1 = 0$।
$x^2 - 1 = 0$ के लिए,$x^2 = 1$,अतः $x = \pm 1$।
$x^2 + 1 = 0$ के लिए,$x^2 = -1$,अतः $x = \pm i$।
अतः,मूल $1, -1, i, -i$ हैं।
50
EasyMCQ
यदि $\omega$ इकाई का एक सम्मिश्र घनमूल है,तो $n$ के धनात्मक पूर्णांक मान के लिए,गुणनफल $\omega \cdot \omega^2 \cdot \omega^3 \cdots \omega^n$ होगा:
A
$\frac{1 - i\sqrt{3}}{2}$
B
$-\frac{1 - i\sqrt{3}}{2}$
C
$1$
D
$B$ और $C$ दोनों

Solution

(D) गुणनफल $\omega \cdot \omega^2 \cdot \omega^3 \cdots \omega^n = \omega^{1 + 2 + 3 + \cdots + n} = \omega^{n(n + 1)/2}$ द्वारा दिया जाता है।
$n = 1$ के लिए,गुणनफल $\omega^1 = \omega$ है।
$n = 2$ के लिए,गुणनफल $\omega^{2(3)/2} = \omega^3 = 1$ है।
$n = 3$ के लिए,गुणनफल $\omega^{3(4)/2} = \omega^6 = 1$ है।
$n = 4$ के लिए,गुणनफल $\omega^{4(5)/2} = \omega^{10} = \omega^1 = \omega$ है।
चूंकि $\omega = \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}$,इसलिए $-\frac{1 - i\sqrt{3}}{2} = \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2} = \omega$। अतः,गुणनफल के मान $1$ और $\omega$ प्राप्त होते हैं।

4-1.Complex numbers — De Moivre's theorem and Roots of unity · Frequently Asked Questions

1Are these 4-1.Complex numbers questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

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