Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 


Модуль и аргумент комплексного числа. Тригонометрическая форма записи




 

Определение 8.3 (1).

Длина |z| вектора z = (x,y) называется модулем комплексного числа z = х + yi

Поскольку длина каждой стороны треугольника не превосходит суммы длин двух других его сторон, а абсолютная величина разности длин двух сторон треугольника не меньше длины третьей стороны, то для любых двух комплексных чисел z1 и z2 имеют место неравенства

 

 

Определение 8.3 (2).

 

Аргумент комплексного числа. Если φ — угол, образованный ненулевым вектором z с действительной осью, то всякий угол вида (φ + 2πn, где n — целое число, и угол только такого вида, также будет углом, образованным вектором z с действительной осью.

Множество всех углов, которые образует ненулевой вектор z = = (x, у) с действительной осью, называется аргументом комплексного числа z = х + уi и обозначается arg z. Каждый элемент этого множества называется значением аргумента числа z (рис. 8.3(1)).

 

Рис. 8.3 (1).

 

 

Поскольку ненулевой вектор плоскости однозначно определяется своей длиной и углом, который он образует с осью ж, то два комплексных числа, отличные от нуля, равны тогда и только тогда, когда равны их абсолютные величины и аргументы.

Если на значения аргумента φ числа z наложить, например, условие 0≤φ<2π или условие —π<φ≤π, то значение аргумента будет определено однозначно. Такое значение называется главным значением аргумента.

Определение 8.3.(3)

Тригонометрическая форма записи комплексного числа. Действительная и мнимая части комплексного числа z = х + уi ≠ 0 выражаются через его модуль r= |z| и аргумент φ следующим образом (из определения синуса и косинуса):

 

Отсюда

 

Правая часть этого равенства называется тригонометрической формой записи комплексного числа z. Мы будем ее употреблять и для z = 0; в этом случае r = 0, а φ может принимать любое значение — аргумент числа 0 не определен. Итак, всякое комплексное число можно записать в тригонометрической форме.

Ясно также, что если комплексное число z записано в виде

z =

то число r является его модулем, так как

, а φ одним из значений его аргумента

 

 

Тригонометрическую форму записи комплексных чисел бывает удобно использовать при перемножении комплексных чисел, в частности, она позволяет выяснить геометрический смысл произведения комплексных чисел.

Найдем формулы для умножения и деления комплексных чисел при тригонометрической форме их записи. Если

то по правилу умножения комплексных чисел (используя формулы синуса и косинуса суммы)

 

Таким образом, при умножении комплексных чисел их абсолютные величины перемножаются, а аргументы складываются:

 

 

Применив эту формулу последовательно к n комплексным числам, получим

 

Если все n чисел равны, получим

 

Откуда для

 

выполняется

Отсюда для комплексного числа, абсолютная величина которого равна 1 (следовательно, оно имеет вид

 

 

Это равенство носит название формулы Муавра

 

 

Иначе говоря, при делении комплексных чисел их модули делятся,

а аргументы вычитаются.

 

Примеры 8.3 (1).

Изобразить на комплексной плоскости С множества точек, удовлетворяющих следующим условиям:

а) Поскольку , соответствующее множество точек |z|=2 – это окружность радиуса 2 (уравнение окружности с центром в начале координат x2 + y2 = R2

 

Рис. 8.3.(2)

Пример 8.3.(3)

Запишем число в тригонометрической форме

Отсюда по формуле Муавра

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2844 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лучшая месть – огромный успех. © Фрэнк Синатра
==> читать все изречения...

2338 - | 2218 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.