Содержание
-
Выполнила работу: студентка группы ГТ-11,Бикназарова А.А.
Множество комплексных чисел
-
Определение комплексного числа
Комплексные числа называются числа вида: z = x + iy, где x и y - действительные числа.
-
Мнимая единица
Мнимая единица — число, квадрат которого равен −1. Таким образом i —это решение уравненияили Степени i повторяются в цикле: , , , , .
-
Пример:
-
Равные комплексные числа
Сравнение: x + yi = c + di означает, что x = c и y = d (два комплексных числа равны между собой тогда и только тогда, когда равны их действительные и мнимые части).
-
Комплексная плоскость
Рассмотрим координатную плоскость и поставим в соответствие каждому комплексному числу точку с координатами . Тогда устанавливается взаимно однозначное соответствие между полем и множеством точек координатной плоскости. Координатную плоскость в этом случае будем называть комплексной плоскостью.
-
Ось абсцисс –вещественная ось, а ось ординат-мнимая ось. С каждой точкой комплексной плоскости можно связать вектор, идущий из нуля в эту точку (радиус-вектор). Координаты этого вектора — вещественная и мнимая части его конца. Радиус-вектор числа равен сумме радиус-векторов чисел и . Аналогично с вычитанием.
-
-
Комплексно-сопряженные
Комплексное число z = x– iy называется сопряженным числу z = x+ iy. Два комплексных числа, отличающиеся лишь знаком комплексной части , называются комплексно- сопряженными .
-
-
Пример №1: Найдите число, сопряжённое к комплексному числу (1 + 2i)(3 – 4i). Решение: Имеем Следовательно, Ответ. 11 – 2i.
-
Пример №2: Вычислите : Решение: Имеем Ответ. i.
-
Алгебраическая форма
Запись комплексного числа в виде z = x+ iy называется алгебраической формой комплексного числа. Число называют вещественной (реальной) частью комплексного числа и обозначают . Число называют мнимой частью комплексного числа и обозначают .
-
Сложение комплексных чисел
Суммой двух комплексныхчисел z1 = x+ yi и z2 = c + diназывается комплексное число z = (x+c) + (y+d)i.
-
Пример: Пусть , Тогда:
-
Вычитание комплексных чисел
z=(x+yi) - (c+di) = (x-c) + (y-d)i. Разностью двух комплексных чисел z1= a + bi и z2= с + di называется комплексное число х + уi, которое в сумме с вычитаемым дает уменьшаемое.
-
Пример: Пусть , Тогда:
-
Произведение комплексных чисел
Произведением комплексных чисел z 1= x + yi и z2 = c + di называется комплексное число z = (xc-yd) + (xd + yc)i, z1z2 = (x+ yi)(c + di) = (xc - yd) + (xd + yc)i.
-
Пример: Пусть , Тогда:
-
Деление комплексных чисел
Деление комплексных чисел определяется, какдомножение числителя на выражение, сопряженное знаменателю. Результат определен для всех
-
Пример: Пусть , Тогда:
-
Тригонометрическая форма
Если вещественную x и мнимую y части комплексного числа выразить через модуль r = | z | и аргумент (x = rcos φ, y = rsin φ), то всякое комплексное число z, кроме нуля, можно записать в тригонометрической форме z = r(cos φ + isin φ).
-
Пример
Записать число в тригонометрической форме. Найдём модуль этого числа: Аргумент данного числа находится из системы Значит, один из аргументов числа равен Получаем: Ответ.
-
Произведение и частное
Арифметические действия над комплексными числами, записанными в тригонометрической форме, производятся следующим образом. Пусть z1 = r1(cos φ1 + isin φ1) и z2 = r2(cos φ2 + isin φ2). Имеем:
-
Видно, что в тригонометрической форме операции умножения и деления производятся особенно просто: для того, чтобы перемножить (разделить) два комплексных числа, нужно перемножить (разделить) их модули и сложить (вычесть) их аргументы. Отсюда следует, что для того чтобы перемножить n комплексных чисел, нужно перемножить их модули и сложить аргументы: если φ1, φ2, ..., φn – аргументы чисел z1, z2, ..., zn, то
-
Первая формула Муавра
В частности, если все эти числа равны между собой, то получим формулу, позволяющую возводить комплексное число в любую натуральную степень. Первая формула Муавра: Где r — модуль, а — аргумент комплексного числа.
-
Пример
Вычислить если Рисунок
-
Как было найдено в предыдущем примере, данное число в тригонометрической форме имеет вид По первой формуле Муавра получаем: Ответ.
-
Аналогичная формула применима также и при вычислении корней -ой степени из ненулевого комплексного числа: Отметим, что корни -й степени из ненулевого комплексного числа всегда существуют, и их количество равно . На комплексной плоскости, как видно из формулы, все эти корни являются вершинами правильного -угольника, вписанного в окружность радиуса с центром в начале координат (см. рисунок).
-
-
Показательная форма
Показательная форма записи комплексных чисел, тесно связанна с тригонометрической через формулу Эйлера: z = reiφ, где eiφ — расширение экспоненты, для случая комплексного показателя степени.
-
Показательная и тригонометрические функции в области комплексных чисел связаны между собой формулой которая носит название формулы Эйлера.
-
Пусть комплексное число в тригонометрической форме имеет вид На основании формулы Эйлера выражение в скобках можно заменить на показательное выражение. В результате получим Эта запись называется показательной формой комплексного числа.
-
Так же, как и в тригонометрической форме, здесь , .
-
Пример
Пусть . Напишите показательную форму числа . Решение. Находим модуль и аргумент числа: Следовательно, показательная форма комплексного числа такова:
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.