复数(Complex Number) |
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Chapter28:复数
28.复数28.1 基础28.2 复平面28.2.1 复数的笛卡尔形式和极坐标形式互换
28.3 复数的高次幂28.4 解
z
n
=
w
z^n=w
zn=w(有限个解)28.5 解
e
z
=
w
e^z=w
ez=w(有无穷多个解)28.6 三角级数28.7 欧拉恒等式的推导
28.复数
28.1 基础
一个数是虚数,意思是它的平方是一个负数
复数 z = x + y i z=x+yi z=x+yi 实部 R e ( z ) = x Re(z)=x Re(z)=x 虚部 I m ( z ) = y Im(z)=y Im(z)=y 复数 z = x + y i z=x+yi z=x+yi 的共轭复数 z ˉ = x − y i \bar{z}=x-yi zˉ=x−yi 复数 z = x + y i z=x+yi z=x+yi 的模 ∣ z ∣ = ∣ x + y i ∣ = x 2 + y 2 |z|=|x+yi|=\sqrt{x^2+y^2} ∣z∣=∣x+yi∣=x2+y2 z z ˉ = ( a + b i ) ( a − b i ) = a 2 − a b i + a b i − b 2 i 2 = a 2 + b 2 = ∣ z ∣ 2 z\bar{z}=(a+bi)(a-bi)=a^2-abi+abi-b^2i^2=a^2+b^2=|z|^2 zzˉ=(a+bi)(a−bi)=a2−abi+abi−b2i2=a2+b2=∣z∣2 复指数函数 e z = ∑ n = 0 ∞ z n n ! ( 其中 z = x + y i ) e^z=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{z^n}{n!}\quad ( 其中z=x+yi ) ez=n=0∑∞n!zn(其中z=x+yi) e z e w = e z + w e^ze^w=e^{z+w} ezew=ez+w 28.2 复平面将每个点看作一个复数,而不是一对实数 笛卡尔坐标系中点 ( x , y ) (x,y) (x,y) 在复平面中用一个复数 z = x + i y z=x+iy z=x+iy 表示
如果 z z z 由极坐标系下的点 ( r , θ ) (r,\theta) (r,θ) 表示,则 z = r cos ( θ ) + i r sin ( θ ) z=r\cos(\theta)+ir\sin(\theta) z=rcos(θ)+irsin(θ),由欧拉等式, z = r e i θ z=re^{i\theta} z=reiθ e i θ e^{i\theta} eiθ 关于 θ \theta θ 是周期的,且周期为 2 π 2\pi 2π 例如: e i ( 3 π 2 ) = e i ( − π 2 ) e^{i(\frac{3\pi}{2})}=e^{i(-\frac{\pi}{2})} ei(23π)=ei(−2π) 28.2.1 复数的笛卡尔形式和极坐标形式互换
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