
【計】 complex operation
complex number; plural; pluralism; plurality
【計】 complex number
【經】 complex number
operation
【計】 O; OP; operation
複數(Complex Number)是數學中表示二維平面内點的數,由實部(Real Part)和虛部(Imaginary Part)構成,形式為 ( a + bi )(其中 ( a ) 和 ( b ) 為實數,( i ) 是虛數單位,滿足 ( i = -1 ))。複數運算是基于代數規則對複數進行的計算,主要包括以下核心操作:
加法/減法
實部與實部相加減,虛部與虛部相加減:
$$(a + bi) pm (c + di) = (a pm c) + (b pm d)i$$
乘法
按分配律展開并化簡(利用 ( i = -1 )):
$$(a + bi)(c + di) = (ac - bd) + (ad + bc)i$$
除法
需将分母實數化,乘以共轭複數:
$$frac{a + bi}{c + di} = frac{(a + bi)(c - di)}{c + d} = frac{(ac + bd) + (bc - ad)i}{c + d}$$
模(Magnitude)
複數 ( z = a + bi ) 的模定義為:
$$|z| = sqrt{a + b}$$
複數運算在以下領域具有關鍵作用:
術語中英對照
中文 | 英文 |
---|---|
複數 | Complex Number |
實部 | Real Part |
虛部 | Imaginary Part |
虛數單位 | Imaginary Unit |
模 | Magnitude/Modulus |
共轭複數 | Complex Conjugate |
輻角 | Argument |
來源:
複數運算是指對複數進行數學操作的過程,複數由實部和虛部組成,形式為 ( z = a + bi )(其中 ( a ) 是實部,( b ) 是虛部,( i ) 是虛數單位,滿足 ( i = -1 ))。以下是複數運算的核心概念和常見操作:
加減法:實部與實部相加減,虛部與虛部相加減
例:( (2+3i) + (1-5i) = 3-2i )
乘法:按分配律展開,并用 ( i = -1 ) 化簡
例:( (2+3i)(1-2i) = 2(1) + 2(-2i) + 3i(1) + 3i(-2i) = 2 -4i +3i -6i = 8 -i )
除法:通過乘以分母的共轭複數,将分母有理化
例:( frac{3+4i}{1-2i} = frac{(3+4i)(1+2i)}{(1) + (2)} = frac{-5 +10i}{5} = -1 +2i )
複數的共轭是虛部取反,即 ( overline{z} = a - bi ),作用包括:
複數可視為平面直角坐标系中的點(實軸為橫軸,虛軸為縱軸):
若 ( z_1 = 2+3i ),( z_2 = 1-i ):
複數運算通過結合代數與幾何,為科學和工程問題提供了簡潔的數學工具。
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