Комплексные числа

4.1.Комплексным числом называется выражение вида:

где и — любые действительные числа, а — так называемая мнимая единица, удовлетворяющая условию

Числа и называются соответственно действительной и мнимой частями комплексного числа .

Комплексные числа можно представлять точками плоскости или же векторами этой плоскости.

4. 2. Длина вектора называется модулем комплексного числа и обозначается через , так что .

Угол , образованный вектором с положительным направлением оси называется аргументом комплексного числа и обозначается

где – главное значение , определяемое условиями , причем,

Так как , , то — тригонометрическая форма комплексного числа. С помощью формулы Эйлера

можно перейти от тригонометрической формы к показательной

4. 3. Два комплексных числа и равны тогда и только тогда, когда равны их вещественные и мнимые части: ; . Или когда их модули равны, а аргументы либо равны, либо отличаются на величину, кратную :

4. 4. Основные действия над комплексными числами.

При сложении и вычитании комплексных чисел отдельно складываются или вычитаются их действительные и мнимые части

, .

Умножение: .

Деление:

Возведение в степень целое):

Корень из комплексного числа целое):

Корень – ой степени из любого числа имеет различных значений, которые располагаются в вершинах правильного – угольника, вписанного в окружность радиуса с центром в начале координат.

Пример. Даны комплексные числа в алгебраической форме:

; . Записать их в тригонометрической и показательной формах, изобразить на комплексной плоскости.

Выполнить указанные действия: , , , . Найти все корни уравнения , изобразить их на плоскости.

Решение.

Изобразим числа и на комплексной плоскости

, , .

Тригонометрическая форма:

, .

Показательная форма числа: ; .

Для ; ; ;

Выполним действия:

1) ,

2) ,

Умножаем по правилу умножения многочленов, учитывая, что или . (При умножении показатели складываются).

В показательной форме:

. (При делении показатели вычитаются).

4) . Лучше это действие выполнять в показательной форме

Найдем корни уравнения , .

Корень третьей степени из комплексного числа имеет три различные значения. В данном случае

, ,

имеют одинаковый модуль, значит они располагаются на окружности с центром в начале координат, радиусом , так как разность аргументов , то они лежат в вершинах правильного вписанного треугольника.