如果復數是一個變量,則稱為復變量。一個復變量s有一個實部α、一個虛部ω,即s=σ+jω。它可以用s復平面上的一個點來表示。
定義
設 與 為兩任意實數,以 表示 ,則式子 叫做復數。如以兩個實變數 與分別代替 與,則所得式子 就叫做復變數,并記作s(即令 )。若,則,此時復變數變為實變數,所以實變數是復變數的特殊情形。叫做復變數s的實部,記作,叫做復變數s的虛部,記作,即。
表示方法
復變數(以下簡稱復數) 有以下幾種表示法:
坐標(點)表示法
由于任一復數 與一對實變數 成一一對應關系,所以可以用直角坐標( )表示之。反之,在平面上建立直角坐標系后,每一個點都可以表示為復數。因此,在復數域中 平面又叫做復平面或s平面。軸叫做實軸,軸叫做虛軸。例如圖1所示為s平面,平面上任一點 可由坐標和 來確定。或者記作。
向量表示法
復數s還可用從原點指向點( )的向量來表示,如圖2所示。向量的長度稱為s的模或絕對值,記作向量 與實軸的夾角 稱為s的輻角,記作。
關于輻角 要注意下列關系:
時,在第一象限; 時,在第二象限;
時,在第三象限; 時,在第四象限。
三角表示法和指數表示法
利用直角坐標與極坐標的關系
復數s可以表示為:這就是復數的三角表示法。
利用歐拉公式: ,可以得到: ,這種形式稱為復數的指數表示法。根據討論問題的需要,可以把復數從一種表示形式轉換為另一種表示形式。
乘積定理
兩個復數乘積的模等于它們的模的乘積;兩個復數乘積的輻角等于它們輻角的和。
根據這個定理,可以說乘積 的向量是從因子 的向量旋轉一個角度 (即 ),并伸長(縮短)到 倍得到的。如圖3所示。特別,當時,乘法變成了只是旋轉。例如 相當于將逆時針旋轉90°,相當于將s順時針旋轉90°。
如果用指數形式表示復數
則乘積定理可以簡明地表示為
商定理
兩個復數的商的模等于它們的模的商;兩個復數的商的輻角等于被除數與除數的輻角之差。若 則商定理可以簡明地表示為
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