Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
вопросы к экзамену по Математике.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
3.01 Mб
Скачать

Модуль и аргумент

Модулем (абсолютной величиной) комплексного числа называется длина радиус-вектора соответствующей точки комплексной плоскости (или, что то же, расстояние между точкой комплексной плоскости, соответствующей этому числу, и началом координат).

Модуль комплексного числа   обозначается   и определяется выражением  . Часто обозначается буквами   или  . Если   является вещественным числом, то   совпадает с абсолютной величиной этого вещественного числа.

Для любых   имеют место следующие свойства модуля. :

1)  , причём   тогда и только тогда, когда  ;;

2)   (неравенство треугольника);

3)  ;

4)  .

Из третьего свойства следует  , где  . Данное свойство модуля вместе с первыми двумя свойствами вводят на множестве комплексных чисел структуру двумерного нормированного пространства над полем  .

5) Для пары комплексных чисел   и   модуль их разности   равен расстоянию между соответствующими точками комплексной плоскости.

Угол   (в радианах) радиус-вектора точки, соответствующей числу  , называется аргументом числа   и обозначается  .

  • Из этого определения следует, что  .

  • Для комплексного нуля значение аргумента не определено, для ненулевого числа   аргумент определяется с точностью до  , где   — любое целое число.

  • Главным значением аргумента называется такое значение  , что  . Часто главное значение обозначается  [4]. Главное значение аргумента обратного числа отличается знаком от аргумента исходного:  .

Сопряжённые числа

Геометрическое представление сопряжённых чисел

Если комплексное число  , то число   называется сопряжённым (или комплексно сопряжённым) к   (обозначается также  ). На комплексной плоскости сопряжённые числа получаются зеркальным отражением друг друга относительно вещественной оси. Модуль сопряжённого числа такой же, как у исходного, а их аргументы отличаются знаком.

Переход к сопряжённому числу можно рассматривать как одноместную операцию; перечислим её свойства.

  •  (сопряжённое к сопряжённому есть исходное).

Обобщение:  , где   — произвольный многочлен с вещественными коэффициентами.

Значимость сопряжения объясняется тем, что оно является образующей группы Галуа  .

Представление комплексных чисел Алгебраическая форма

Запись комплексного числа   в виде  ,  , называется алгебраической формой комплексного числа.

Сумма и произведение комплексных чисел могут быть вычислены непосредственным суммированием и перемножением таких выражений, как обычно раскрывая скобки и приводя подобные, чтобы представить результат тоже в стандартной форме (при этом надо учесть, что  ):

Тригонометрическая и показательная формы

Если вещественную   и мнимую   части комплексного числа выразить через модуль   и аргумент   ( ), то всякое комплексное число  , кроме нуля, можно записать в тригонометрической форме

Также может быть полезна показательная форма записи комплексных чисел, тесно связанная с тригонометрической через формулу Эйлера:

где   — расширение экспоненты для случая комплексного показателя степени.

Отсюда вытекают следующие широко используемые равенства: