Читать дальше: сложение и вычитание комплексных чисел.
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 430 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
404 Cтраница не найдена
Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования. Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.
Размер:
AAAИзображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайтаК сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Экспоненциальная форма комплексных чисел: Пример
Еще один день в нашей сложной жизни. {2}}\).
Это можно записать более компактно; в экспоненциальной форме. Но откуда взялась экспоненциальная форма? Ответ: Формула Эйлера .
Формула Эйлера
Неудивительно, что здесь, как и почти в любой другой области математики, мы встречаемся с Леонардом Эйлером. Существует очень элегантное уравнение, которое объединяет экспоненциальные функции, комплексные числа и тригонометрические функции в одной формуле. Она известна как Формула Эйлера 9.{i\theta}\), комплексное число будет исходить из начала координат и наклоняться под углом \(\theta\) к положительной оси \(x-\).
Рис. 1: Комплексное число на плоскости Аргана.
Экспоненциальная форма — это очень краткий способ записи комплексных чисел, а также очень полезный, поскольку он отображает аргумент и модуль комплексного числа.
В отношении комплексных чисел в этой форме важно отметить, что комплексное число вида \(z=a+ib\) может быть записано не единицей, а 92} \\ \следовательно r&=5\sqrt{3} \end{aligned}$$
Теперь нам нужно вычислить главный аргумент \(z\):
$$\begin{aligned} \tan \theta &=\frac{b}{a} \\ \tan \theta &=\frac{\sqrt{3}}{1} \\ \tan \theta &=\sqrt{3} \\ \следовательно \ theta &=\frac{\pi}{3}\end{aligned}$$
Обратите внимание, что мы не учли \(\frac{5\sqrt{3}}{2}\), так как это отменит в конце концов. {i \theta}\): 9{i\theta}=\cos\theta+i\sin\theta\).
Полярные и экспоненциальные формы комплексных чисел
Прежде чем перейти к обсуждению различных форм комплексных чисел и преобразования между ними, мы должны знать о комплексных числах. Комплексные числа — это часть математики, представленная в виде комбинации действительной и мнимой частей. Комплексное число содержит действительную часть, а также мнимую часть, где действительная часть является постоянным числом, а мнимая часть содержит переменную «i» с постоянным коэффициентом. Пусть a+ib — комплексное число, тогда a называется действительной частью, а b — мнимым коэффициентом.
Существуют три формы комплексных чисел.
- Общая форма
- Полярная форма
- Экспоненциальная форма
Общая форма комплексного числа
Общая форма комплексного числа представляется как z = a + ib, где a называется действительной частью и b называется мнимой частью комплексного числа. Его также можно представить в виде диаграммы ниже.
Схематическое изображение комплексного номера
Представление комплексных чисел в полярной форме
Полярная форма комплексного числа представляется как z = r(cos∅ + i sin∅), где rcos∅ называется действительной частью, а rsin∅ называется мнимой частью комплексного числа . Его также можно представить в декартовой форме ниже.
Диаграмма полярной формы комплексных чисел
На приведенной выше диаграмме a = rcos∅ и b = rsin∅. В общем виде a + ib, где a = действительная часть и b = мнимая часть, но в полярной форме есть угол, включенный в декартово выражение, где a=rcos∅ и b=rsin∅ . Здесь r — квадратный корень из суммы квадратов a и b, а также ∅ также может иметь формулу tan -1 (мнимая часть/действительная часть). Следовательно, r можно представить как Квадратный корень (a 2 + b 2 ). Следовательно, ∅ можно представить как tan -1 (b/a) , где b — мнимая часть, , а a — действительная часть.
Представление комплексных чисел в экспоненциальной форме
Экспоненциальная форма комплексного числа представляется как z = r exp(i∅), где exp(i∅) также представляется как cos∅ + i sin∅. Исходя из этого, я могу сказать, что экспоненциальная форма, полярная форма и общая форма тесно связаны.
Z = r(cos∅ + i sin∅)
Z = r e i ∅
Z = r angle(∅) [Это векторное представление экспоненциальной формы]
Различное представление комплексных чисел
- В общей форме Z = a + ib
- В полярной форме Z = r(cos∅ + i sin∅)
- В экспоненциальной форме Z = r e i ∅
Преобразование комплексных чисел
Комплексные числа могут быть преобразованы в удобную полярную форму или экспоненциальную форму или общую форму. Как это было преобразовано, показано ниже.
Преобразование общей формы в полярную форму
- Перед преобразованием общей формы в полярную форму проверьте, имеет ли общая форма форму a+ib и значения a и b уже известны в общей форме.
- Полярная форма имеет вид Z = r(cos∅ + i sin∅).
- Чтобы преобразовать в приведенную выше структуру полярной формы, нам нужно знать, как значения a и b в общей форме соотносятся с r, ∅.
- Формулы r,∅ таковы: r = √(a 2 + b 2 ), ∅ = тангенс -1 (б/а).
- Приведенные выше формулы для a и b получены для преобразования общей формы в полярную форму, чтобы мы могли заменить r, ∅ в полярной форме Z = r(cos∅ + i sin∅).
Преобразование общей формы в экспоненциальную
- Перед преобразованием общей формы в экспоненциальную проверьте, имеет ли общая форма вид Z = a + ib и значения a и b уже известны в общая форма.
- Экспоненциальная форма выглядит так: Z = r e i ∅ .
- Чтобы преобразовать в приведенную выше структуру экспоненциальной формы, нам нужно знать, как значения a и b в общей форме соотносятся с r, ∅.
- Формулы r, ∅ таковы: r = √(a 2 + b 2 ), ∅ = tan -1 (b/a).
- Приведенные выше формулы в терминах a и b получены для преобразования общей формы в полярную форму, чтобы мы могли заменить r, ∅ в полярной форме Z = r e я ∅ .
Преобразование полярной формы в общую форму
- Перед преобразованием полярной формы в общую форму проверьте, имеет ли полярная форма вид Z = r(cos∅ + i sin∅) и значения r, ∅, который известен уже в полярной форме.
- Общая форма имеет вид Z = a + ib.
- Чтобы преобразовать в приведенную выше структуру общего вида, нам нужно знать, как значения r,∅ в общем виде соотносятся с a, b.
- Формулы a,b таковы: a = rcos∅, b = rsin∅ , где r,∅ уже известно в полярной форме.
- Приведенные выше формулы в терминах r,∅ получены для преобразования полярной формы в общую форму, чтобы мы могли заменить a, b в общей форме Z = a + ib.
Преобразование полярной формы в экспоненциальную
- Перед преобразованием полярной формы в экспоненциальную проверьте, соответствует ли полярная форма форме Z = r(cos∅ + i sin∅) и значения r, ∅, которые известны уже в полярной форме.
- Экспоненциальная форма выглядит так: Z = re i∅ .
- Чтобы преобразовать в приведенную выше структуру экспоненциальной формы, нам нужно знать значения r,∅ только потому, что экспоненциальная форма также требует значений r,∅.
- Замените значение r,∅ на Z = re i∅ , чтобы преобразовать полярную форму в экспоненциальную.
Преобразование экспоненциальной формы в общую форму
- Перед преобразованием экспоненциальной формы в общую форму проверьте, имеет ли экспоненциальная форма вид Z = re i∅ и значения r,∅ уже известны в экспоненциальной форме.
- Общая форма имеет вид Z = a + ib.
- Чтобы преобразовать в вышеуказанную структуру общей формы, нам нужно знать, как значения r, ∅ в общей форме соотносятся с a, b.
- Формулы для a,b, полученные из Z = re i∅ = r(cos∅ + isin∅) , где а = rcos∅, b = rsin∅. Так как e i∅ = cos∅ + isin∅ мы знаем это уже в тригонометрии.
- Приведенные выше формулы в терминах r,∅ получены для преобразования экспоненциальной формы в общую, чтобы мы могли заменить a, b в общей форме Z = a + ib.
Преобразование экспоненциальной формы в полярную
- Перед преобразованием экспоненциальной формы в полярную проверьте, соответствует ли экспоненциальная форма Z = re i∅ , а значения r, ∅ известны уже в экспоненциальной форме.
- Полярная форма имеет вид Z = r(cos∅ + isin∅).
- Чтобы преобразовать в приведенную выше структуру полярной формы, нам нужно знать значения r,∅ только потому, что полярная форма также требует значений r,∅.
- Замените значение r, ∅ на Z = r(cos∅ + isin∅) , чтобы преобразовать экспоненциальную форму в полярную.
Примеры вопросов
Вопрос 1: Преобразуйте 2 + i 9 в полярную форму.
Решение:
Пусть Z = 2 + i 9
Z имеет вид a + ib
Где a = 2 и b = 9
Полярная форма комплекса число Z = r (cos ∅ + i sin∅)
Сравните a + ib с полярной формой r cos∅ + i rsin∅
Здесь r = √(a 2 + b 2 )
r = √(2 2 + 9 2 )
r = √(4+81)
r = квадратный корень (85)
r = 9,2
И ∅ имеет формулу tan(b/a)
∅ = tan -1 (b/a) = tan -1( 9/2)
∅ = 77°
Из этого r,∅ мы можем представить общую форму 2 + i9 в p полярный форма Z = 9,2(cos 77° + i sin 77°)
Вопрос 2: Преобразовать полярную форму (r, ∅) = (-1,0) в общую форму.
Решение:
Учитывая, что координаты полярной формы (r, ∅) = (-1, 0)
Общая форма или прямоугольная форма комплексного числа Z = a + ib
Где a = rcos∅, b = r sin∅
Из рассматриваемой полярной формы a = -1 × cos(0) и b = -1 × sin(0)
a = -1, b = 0 [cos(0) = 1 и sin(0) = 0]
Общая форма Z = a + ib = -1 + i 0.
Вопрос 3: Преобразование экспоненциальной формы 2e i80 в общая форма, а также полярная форма.
Решение:
Учитывая, что экспоненциальная форма 2e i90
2 e i80 представлен в виде r e i∅
r e i∅ представлен в полярной форме как r(cos∅ + isin∅)
Где r=2 и ∅=80 путем сравнения 90 005
Замена г ,∅ в полярной форме r(cos∅+isin∅) мы получаем полярную форму как 2(cos80+i sin80)
В приведенной выше полярной форме a=2 cos80 и b=2 sin80 путем сравнения общей формы и полярной формы
a = 2 cos80 = 0,17 и b = 2 sin80 = 0,98
Общий вид a + ib = 0,17 + i 0,98.
Вопрос 4: Преобразуйте полярную форму (r, ∅) = (1, 90) в общую форму.
Решение:
Учитывая, что координаты полярной формы (r, ∅) = (1, 89)
Общая форма или прямоугольная форма комплексного числа Z = a + ib
Где a = rcos ∅, б = r sin∅
Из рассматриваемой полярной формы a = 1 × cos(89) и b = 1 × sin(89)
a = 0,017, b = 0,99 [cos(89) = 0,017 и sin(89) ) = 0,99]
Общий вид Z = a + ib = 0,017 + i 0,99
Вопрос 5.