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復數的指數形式

2023-01-11 10:36:17 來源: 高三網

復數指數形式:e^(iθ)=isinθ+cosθ。證明方法就是把e^(iθ)和sinθ,cosθ展開成無窮級數。將復數化為三角表示式和指數表示式是:復數z=a+bi有三角表示式z=rcosθ+irsinθ,可以化為指數表示式z=r*exp(iθ)。

復數的指數形式是什么

復數指數形式:e^(iθ)=isinθ+cosθ。

證明方法就是把e^(iθ)和sinθ,cosθ展開成無窮級數。


【資料圖】

將復數化為三角表示式和指數表示式是:復數z=a+bi有三角表示式z=rcosθ+irsinθ,可以化為指數表示式z=r*exp(iθ)。

exp()為自然對數的底e的指數函數。即:exp(iθ)=cosθ+isinθ。證明可以通過冪級數展開或對函數兩端積分得到,是復變函數的基本公式。

復數有多種表示形式:代數形式、三角形式和指數形式等。

代數形式:z=a+bi,a和b都是實數,a叫做復數的實部,b叫做復數的虛部,i是虛數單位,i^2=-1。

三角形式:z=r(cosθ+isinθ)。r=√(a^2+b^2),是復數的模(即絕對值),θ是以x軸為始邊,射線OZ為終邊的角,叫做復數的輻角,輻角的主值記作arg(z)。

復數的定義

數集拓展到實數范圍內,仍有些運算無法進行(比如對負數開偶數次方),為了使方程有解,我們將數集再次擴充。

在實數域上定義二元有序對z=(a,b),并規定有序對之間有運算“+”、“×”(記z1=(a,b),z2=(c,d)):

z1+z2=(a+c,b+d)

z1×z2=(ac-bd,bc+ad)

容易驗證,這樣定義的有序對全體在有序對的加法和乘法下成一個域,并且對任何復數z,我們有

z=(a,b)=(a,0)+(0,1)×(b,0)

令f是從實數域到復數域的映射,f(a)=(a,0),則這個映射保持了實數域上的加法和乘法,因此實數域可以嵌入復數域中,可以視為復數域的子域。

記i=(0,1),則根據我們定義的運算,(a,b)=(a,0)+(0,1)×(b,0)=a+bi,i×i=(0,1)×(0,1)=(-1,0)=-1,這就只通過實數解決了虛數單位i的存在問題。

關鍵詞: 復數的指數形式
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