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A-level 數學/MEI/FP1/複數

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複數是指同時具有實部和虛部的數。那麼什麼是虛數呢?虛數用 j 表示。j2 = -1,所以 -10.5 = j。使用 j 可以解決所有二次方程。這使得 j 成為一個非常強大且實用的概念。j 不是一個素數。

我們通常用直角座標形式給出複數

注意:工程師通常使用字母 j,而數學家使用 i。在本課程中始終使用 j。

如何解決這個問題:  ?

您可以重新排列為

但是我們如何處理 ?我們用字母 j 代替它。這行得通,因為: 為真,這是我們原來的方程。因此 j 是此方程的根。

j 的冪非常有趣,並顯示出迴圈模式。

,

,

,

,

此事實可用於簡化複數。

簡化

已解決的方案

基本運算

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所有這些都可以很容易地由您自己計算,我只是包含它們來表明 j 遵循所有代數規則。

加法:

減法:

乘法:

除法:。本質上是一樣的,但沒有真正的簡化。

計算

已解決的方案

阿根圖

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阿根圖

複數可以繪製在阿根圖上,x 軸用於表示實數,y 軸用於表示方程的虛部。

建議瞭解弧度以便更好地理解下一節。

因此,我們可以用不同的形式來表示複數,使用它們的模數(到原點的距離)和角度(以弧度表示)。這稱為極座標形式。

這些方程可以用簡單的三角學和勾股定理來計算。

θ 以弧度表示,-π < θ ≤ π

你可能想知道極座標形式的價值在哪裡,這很正常,因為它並不顯而易見。當方程的解繪製在阿根圖上時,它們形成一個圓(找到圓的方程是一個常見問題)。這個形式的圓的方程是:

求極座標形式

答案

華夏公益教科書