Solve the equation z2=zˉz^{2}=\bar{z}, where z=x+iyz=x+i y

Answer: समीकरण z2=zˉz^{2}=\bar{z} के हल हैं: z=0,1,−1/2+i3/2,−1/2−i3/2z = 0, 1, -1/2 + i\sqrt{3}/2, -1/2 - i\sqrt{3}/2

Step-by-step solution

Step 1: समीकरण को वास्तविक और काल्पनिक भागों में व्यक्त करना

हमें दिए गए समीकरण z2=zˉz^2 = \bar{z} को हल करना है। हम z=x+iyz = x+iy और zˉ=x−iy\bar{z} = x-iy को समीकरण में प्रतिस्थापित करते हैं। z2z^2 का विस्तार करने पर, हमें (x+iy)2=x2+2ixy+(iy)2=x2+2ixy−y2(x+iy)^2 = x^2 + 2ixy + (iy)^2 = x^2 + 2ixy - y^2 मिलता है।

Step 2: वास्तविक और काल्पनिक भागों की तुलना करना

अब हम समीकरण के दोनों पक्षों के वास्तविक और काल्पनिक भागों की तुलना करते हैं। वास्तविक भाग x2−y2=xx^2 - y^2 = x और काल्पनिक भाग 2xy=−y2xy = -y हैं।

Step 3: काल्पनिक भाग के समीकरण को हल करना

काल्पनिक भाग के समीकरण 2xy=−y2xy = -y को हल करने पर, हमें y(2x+1)=0y(2x+1) = 0 मिलता है। इसका अर्थ है कि या तो y=0y=0 या 2x+1=02x+1=0 (जिसका अर्थ x=−1/2x = -1/2 है)।

Step 4: स्थिति 1: y=0y=0 के लिए हल

यदि y=0y=0 है, तो वास्तविक भाग का समीकरण x2−02=xx^2 - 0^2 = x बन जाता है, जो x2−x=0x^2 - x = 0 या x(x−1)=0x(x-1) = 0 के बराबर है। इससे x=0x=0 या x=1x=1 प्राप्त होता है। इस प्रकार, हमें दो हल मिलते हैं: z=0+i(0)=0z = 0+i(0) = 0 और z=1+i(0)=1z = 1+i(0) = 1 ।

Step 5: स्थिति 2: x=−1/2x=-1/2 के लिए हल

यदि x=−1/2x=-1/2 है, तो वास्तविक भाग का समीकरण (−1/2)2−y2=−1/2(-1/2)^2 - y^2 = -1/2 बन जाता है। इसे हल करने पर 1/4−y2=−1/21/4 - y^2 = -1/2, जिससे y2=3/4y^2 = 3/4 प्राप्त होता है। इसलिए, y=±3/2y = \pm \sqrt{3}/2 । इस प्रकार, हमें दो और हल मिलते हैं: z=−1/2+i3/2z = -1/2 + i\sqrt{3}/2 और z=−1/2−i3/2z = -1/2 - i\sqrt{3}/2 ।

Step 6: सभी हल

समीकरण z2=zˉz^2 = \bar{z} के कुल चार हल हैं: 00, 11, −1/2+i3/2-1/2 + i\sqrt{3}/2, और −1/2−i3/2-1/2 - i\sqrt{3}/2 ।

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