打字猴:1.700999264e+09
1700999264 复平面上的单位圆
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1700999266 令人意想不到的是,复数可以进行乘法运算,模也可以进行乘法运算。
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1700999268 定理:如果z1、z2是复数,那么|z1z2| = |z1| |z2|。换言之,乘积的模就是模的乘积。
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1700999270 延伸阅读
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1700999274 证明:令z1=a+bi,z2=c+di,则|z1| =,|z2| =。因此:
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1700999279 例如:
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1700999284 积对应的角是多少呢?复数z与x轴正方向构成的角常被记作argz。例如,我们在前面计算过arg (3 + 2i) = 0.588弧度。同理,由于1 – 3i位于第四象限,其对应的角θ满足tanθ= –3,因此arg (1– 3i) = arc tan (–3) = –71.56°= –1.249弧度。
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1700999286 请注意,(3 + 2i) (1 – 3i) = 9 – 7i对应的角为arc tan (–7/9) = –37.87°= –0.661弧度,恰好等于0.588 + (–1.249)。但是,下面这条定理告诉我们,这其实并不是巧合!
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1700999288 定理:如果z1、z2是复数,那么arg (z1z2) = arg (z1) + arg (z2)。换言之,积的角就是角的和。延伸阅读中给出的证明需要用到上一章的三角恒等式。
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1700999290 延伸阅读
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1700999292 证明:令复数z1、z2的模分别是R1和R2,对应的角分别是θ1和θ2,则z1、z2的极坐标形式分别是:
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1700999294 z1=R1(cosθ1+isinθ1)z2=R2(cosθ2+isinθ2)
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1700999296 因此:
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1700999298 z1z2=R1(cosθ1+isinθ1)R2(cosθ2+isinθ2)
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1700999300 =R1R2[ cosθ1cosθ2– sinθ1sinθ2+i(sinθ1cosθ2+ sinθ2cosθ1)]
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1700999302 =R1R2[cos (θ1+θ2) +isin(θ1+θ2)]
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1700999304 在运算过程中,我们利用了上一章的cos (A+B) 和sin (A+B) 这两个三角恒等式。从上面的证明可以看出,z1z2的模是R1R2(前面已经证明过),角是θ1+θ2。证明完毕。 □
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1700999306 总之,复数相乘时,两数的模相乘,两数对应的角相加。例如,如果乘数是i,则模保持不变,角增加90°。注意,如果相乘的两个数字是实数,则正数的角为0°(或者说360°),负数的角为180°。两个180°的角相加,和为360°,这表明两个负数的乘积是正数。虚数的角为90°和–90°(或者270°)。因此,虚数自乘时,角必然是180°[因为90°+ 90°= 180°,或–90°+ (–90°) = –180°,–180°与180°没有任何不同],乘积是负数。最后,请大家注意,如果z的角为θ,那么1 /z的角就必然是 –θ。(为什么呢?因为z×1/z= 1,所以z与1/z对应的角相加必然等于0°。)因此,复数进行除法运算时,只需对模进行除法运算,对角进行减法运算。也就是说,z1/z2的模是R1/R2,角是θ1–θ2。
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