數學複數知識背景

2021-04-20 12:44:11 字數 1623 閱讀 1668

(1)複數的代數形式:形如a + bi (a,b∈r)的數叫複數,實數a、b 分別叫做實部和虛部。b=0時,a + bi為實數;b≠0時,a + bi為虛數;若a = 0 時且 b≠0 時,

a + bi叫做純虛數。

=∪ a,b,c,d∈r,a + bi = c + di a<=>c,b = d

(2)複數 z = a +bi (a,b∈r)可與直角座標平面上的點z(a,b)建立一一對應的關係,建立了直角座標平面來表示複數的平面叫做復平面,x軸叫實軸,y軸除去原點的部分叫虛軸。

複數 z = a +bi也可以用向量 oz 來表示(其中o為原點,z(a,b)為 z 對應的點),要特別注意相等的向量表示相同的複數,x 正半軸為始邊,oz為終邊的角叫做複數 z 的輻角,輻角θ滿足 0≤θ<2π 的叫輻角的主值,記為argz。

複數 z 的模|z|= =|oz|

複數的模和輻角是研究複數問題的重要幾何要素。

(3)複數的三角式:z = r(cosθ+ isinθ),其中r為模,θ為輻角,顯然,r·cosθ和r·sinθ分別就是實部和虛部。

(4)a、b∈r,z = a +bi 和 z = a-bi互為共軛複數,共軛複數的幾何特徵是復平面上對應的點關於實軸對稱,

z = z<=>z∈r,這時復平面上對應點在實軸上;

若 z = -z且 z≠0 z為純虛數,這時復平面上對應點在虛軸上。

共軛複數的代數特徵是:

①z·z = |z|2;

② z + z =2a∈r,z -z =2bi(純虛數或零);

③ =z

2.由於複數集是實數集的擴充,數系擴充後,各種運算律

(加法、乘法的交換律、結合律,加法對乘法的分配律)都全部保持,掌握這點對理解複數中的各運算法則,並靈活地運用很有好處。

(1)不全是實數的兩個複數之間沒有大小關係。

(2)複數的加減法的幾何意義,分別是平行四邊形的兩條對角線,要注意所代表向量的方向:,其中0、z1、z2是平行四邊形的四個頂點,當0、z1、z2 三點共線時,可看成退化的平行四邊形。

複數的乘除法的幾何意義是旋轉和伸縮:

設 z1=r1(cosθ1+isinθ1),z2=r2(cosθ2+isinθ2)

z1·z2 = r1·r2 [cos (θ1+θ2)+isin (θ1+θ2)]

(3)共軛複數的運算性質

模的運算性質:

① | z1·z2| = |z1|·|z2|

② ③┃| z1|-| z2|┃≤| z1+z2|≤| z1|+| z2|

(4)| z1-z2| = | z1-z2|,是復平面的兩點間距離公式,由此幾何意義可以推出復平面上的直線、圓、雙曲線、橢圓的方程以及拋物線方程。

(5)複數的開方:設z = r (cosθ+ isinθ),其中r>0,則z的n次方根有n個,它們是:

k=0,1,2,…n-1

其對應復平面上的點是把原點為圓心, 為半徑的圓分成 n 等份的點。

3.利用複數可解判別式△<0的實係數一元二次方程

ax2+bx+c=0 (a≠0,a,b,c∈r),這時其根為

它們互為共軛複數。

若a,b,c中有虛數時,可用因此分解方法,或先配方,後求平方根的方法。

利用複數開方的方法,可解形如axn+ b = 0(a≠0,b≠0)的二項方程

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