复数的模公式(复数的对数运算)

数轴上,负整数填充正整数留下的空白,有理数填充整数的空白,无理数填充无理数的空白,这样实轴上就填充了无数个数,那么一定有一些数填充实数的空白,这些数就是复数。复

数轴上,负整数填充正整数留下的空白,有理数填充整数的空白,无理数填充无理数的空白,这样实轴上就填充了无数个数,那么一定有一些数填充实数的空白,这些数就是复数。复数的起源已经有几百年的历史了。最早的时候是求二次方程ax2+bx+c=0的根。如果判别式δ = B2-4ac < 0,则无解。比如x2+1的解,可以根据公式求出。

复数的模公式(复数的对数运算)插图

这在实数范围内是无法理解的。后来,数学家们引入了一个“虚数”I,它来自于英语中的imaginary的首字母,并把

复数的模公式(复数的对数运算)插图(1)

,

解决了判别式小于零时一元二次方程无解的问题。我们称I为单位虚数。然后=7i。

虚数I满足下面的基本公式:

复数的模公式(复数的对数运算)插图(2)

虚数 i 的定义虚数I的定义

可以看出,I的幂变换是每四个幂值为一个循环。

复数是实数和虚数的和。它的标准写法是a+bi,其中A是实部,B是虚部。整个复集合形成一个平面叫做复平面,是直角坐标平面上的一个点。X轴称为实轴,Y轴为虚轴,如图Complex -2+3i。

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复数的一点复数的一个点

复数可以加、减、乘、除、乘、求根。本文不讨论复数的根。

1.复数的加法和减法,即两个复数的实部和虚部分别相加和相减。

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复数相加减复杂的加法和减法

2.复数的乘法,和普通的代数运算完全一样:

复数的模公式(复数的对数运算)插图(5)

复数的乘法运算复数乘法

3.在复数的除法中,分母中的A和B都不等于0。我们称a-bi为a+bi的共轭复数。为了消除分母中的虚数,分子和分母要同时乘以分母的共轭复数,如下运算,

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复数的除法运算复数除法

4.复平面上的一点可以看作是起点为原点的向量的终点,这样就可以在复平面上进行向量运算。

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复平面上向量的加减复平面上向量的加法和减法

1.复数的模

如果z = x+iy,定义

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模的公式模数公式

是复数Z的模..图中θ角称为振幅角,其大小记为Argz = θ+2kπ,k为整数。如果-π < θ ≦ π,则称为主振幅角,记为argz。与此同时,

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复数的极坐标表达复极坐标表达式

,那么复数可以表示为:

Z = r cosθ+ ir sinθ= r(cosθ+ i sinθ),这是复数的极坐标形式或振幅-振幅角形式。

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复数的模和幅角复数的模和振幅角

z = x+iy的共轭形式写为

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共轭复数共轭复数

记住z的倒数是,

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很容易证明下面的模方程:

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复数的特性复数的特征

6.利用复数的模形式,可以推导出复数乘积的模角等于两个复数的模角之和。

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其他的可以自己推导出来:

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7.德莫维尔定理:若n为整数,且有下列等式,则是上述公式的推广。

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最后说一个很简单的复数f(x) = x2+c点集构成的复图。这是一个迭代操作。如果初始x0=0,设:

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这个迭代一直在进行。当复数C取某个定数时,就会形成曼德尔伯格点集,这是在复平面上形成一个分形的点的集合,以数学家本华·曼德尔伯格命名。以下图形由计算机迭代着色而成。

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曼德博分形图曼德尔伯格分形图

复数的模公式(复数的对数运算)插图(19)

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