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A-level 数学/MEI/FP1/复数

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复数是指同时具有实部和虚部的数。那么什么是虚数呢?虚数用 j 表示。j2 = -1,所以 -10.5 = j。使用 j 可以解决所有二次方程。这使得 j 成为一个非常强大且实用的概念。j 不是一个素数。

我们通常用直角坐标形式给出复数

注意:工程师通常使用字母 j,而数学家使用 i。在本课程中始终使用 j。

如何解决这个问题:  ?

您可以重新排列为

但是我们如何处理 ?我们用字母 j 代替它。这行得通,因为: 为真,这是我们原来的方程。因此 j 是此方程的根。

j 的幂非常有趣,并显示出循环模式。

,

,

,

,

此事实可用于简化复数。

简化

已解决的方案

基本运算

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所有这些都可以很容易地由您自己计算,我只是包含它们来表明 j 遵循所有代数规则。

加法:

减法:

乘法:

除法:。本质上是一样的,但没有真正的简化。

计算

已解决的方案

阿根图

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阿根图

复数可以绘制在阿根图上,x 轴用于表示实数,y 轴用于表示方程的虚部。

建议了解弧度以便更好地理解下一节。

因此,我们可以用不同的形式来表示复数,使用它们的模数(到原点的距离)和角度(以弧度表示)。这称为极坐标形式。

这些方程可以用简单的三角学和勾股定理来计算。

θ 以弧度表示,-π < θ ≤ π

你可能想知道极坐标形式的价值在哪里,这很正常,因为它并不显而易见。当方程的解绘制在阿根图上时,它们形成一个圆(找到圆的方程是一个常见问题)。这个形式的圆的方程是:

求极坐标形式

答案

华夏公益教科书