If arg (Z1) = α , arg (Z2) = β, the value of |Z1+Z2|2 is
We know that |Z|)2 = z¯¯¯z
⇒ |Z1+Z2|2 = (|z1+z2|) ¯(|z1+z2|2)
= |Z1+Z2|2 (¯¯¯¯¯z1+¯¯¯¯¯z2) [∵¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯z1+z2=¯¯¯¯¯z1+¯¯¯¯¯z2]
= z1 ¯¯¯¯¯z1 + z1 ¯¯¯¯¯z2 + z2 ¯¯¯¯¯z1 + z2 ¯¯¯¯¯z2
= |Z1|2 + |Z2|2 + z1 ¯¯¯¯¯z2 + z2 ¯¯¯¯¯z1-------------------(1)
Let arg (Z1) = α, arg(Z2) = β
z1 = |Z1| (cos α + i sinα)
z2 = |Z2| (cos β + i sinβ)
So, z1 ¯¯¯¯¯z2 + z2 ¯¯¯¯¯z1 = |z1|.|z2|.(cos α + i sinα) (cos β - i sinβ) + |z1|.|z2|.(cos α - i sinα) (cos β + i sinβ) [∵arg(¯¯¯z)=−argz]
= |z1|.|z2| [cosα.cosβ + i (-cosα.sinβ + sinα.cosβ) + sinα.sinβ] + [cosα.cosβ + i (cosα.sinβ - sinα.cosβ) + sinα.sinβ]
= 2|z1|.|z2| [cosα.cosβ + sinα.sinβ] = 2|z1|.|z2| = cos(α−β)---------(2)
From (1) and (2),
|Z1+Z2|2 = |z1|2 + |z2|2 + 2|z1|.|z2| cos(α−β)
Where α = arg(z1)
β = arg(z2)