17.4.1复数三角形式的乘除法与棣莫弗定理
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复数的棣莫弗定理1. 嘿,你知道复数的棣莫弗定理吗?它就像一个神秘的宝藏,等待着我们去挖掘。
想象一下,复数就像是一群在数学世界里跳舞的小精灵,而棣莫弗定理就是它们的舞蹈规则。
有一次我和同学一起讨论数学问题,提到了这个定理,我同学一脸疑惑地问:“这啥定理啊?听都没听过。
”我就笑着说:“别急,听我给你讲讲,你会发现它超级有趣的!”你是不是也很好奇呢?2. 哇哦!复数的棣莫弗定理可厉害了。
它就像一把神奇的钥匙,能打开很多数学难题的大门。
比如说,当我们遇到一些关于复数幂运算的问题时,这个定理就派上用场了。
有个学霸在给我们讲题的时候就用到了棣莫弗定理,他说:“你们看,用这个定理,一下子就能把这个复杂的复数幂运算简化了,就像变魔术一样。
”我们都惊讶地看着他,心里想:这定理也太神奇了吧!你觉得它像不像一个魔法工具呢?3. 嘿呀!复数的棣莫弗定理还和三角函数有密切的关系哦。
它就像一座桥梁,连接着复数和三角函数两个不同的世界。
你知道吗?通过这个定理,我们可以用三角函数来表示复数的幂。
我在学习的时候,一开始总是搞不清楚它们之间的关系,后来老师给我画了个图,解释说:“你看,就像两条不同的道路,通过棣莫弗定理,它们就交汇在一起了。
”你能想象出那个画面吗?4. 哇!理解复数的棣莫弗定理,就像是在解开一个神秘的密码。
当你真正掌握了它,那种成就感简直爆棚。
我记得有一次做数学作业,遇到一道很难的复数题,我绞尽脑汁都做不出来。
突然我想到了棣莫弗定理,试着用它去解题,结果还真做出来了。
我兴奋地对自己说:“我居然做到了,棣莫弗定理真是太好用了!”你有没有过这种通过努力掌握一个知识后的喜悦呢?5. 嘿,朋友们!复数的棣莫弗定理在物理学中也有应用哦。
它就像一个隐形的助手,默默地帮助物理学家解决问题。
比如说在研究振动、波动这些现象的时候,复数和棣莫弗定理就发挥了很大的作用。
我听一个物理大神说:“要是没有复数的棣莫弗定理,很多物理问题的研究可就没那么容易了。
《三角形式下复数的乘除运算》讲义一、复数的三角形式在深入探讨三角形式下复数的乘除运算之前,我们先来了解一下什么是复数的三角形式。
对于一个复数\(z = a + bi\),其中\(a\)为实部,\(b\)为虚部。
它的三角形式可以表示为\(z = r(\cos\theta + i\sin\theta)\),其中\(r =\sqrt{a^2 + b^2}\),称为复数的模,\(\theta\)称为复数的辐角。
例如,对于复数\(z = 1 +\sqrt{3}i\),我们可以计算其模\(r =\sqrt{1^2 +(\sqrt{3})^2} = 2\),辐角\(\theta =\arctan(\frac{\sqrt{3}}{1})=\frac{\pi}{3}\),所以其三角形式为\(z = 2(\cos\frac{\pi}{3} + i\sin\frac{\pi}{3})\)。
二、复数三角形式的乘法当两个复数都以三角形式表示时,乘法运算变得相对简单。
设\(z_1 = r_1(\cos\theta_1 + i\sin\theta_1)\),\(z_2 =r_2(\cos\theta_2 + i\sin\theta_2)\)则\(z_1 \times z_2 = r_1r_2(\cos(\theta_1 +\theta_2) +i\sin(\theta_1 +\theta_2))\)简单来说,两个复数相乘,其模相乘,辐角相加。
为了更好地理解这一运算规则,我们来看一个具体的例子。
假设\(z_1 =2(\cos\frac{\pi}{4} +i\sin\frac{\pi}{4})\),\(z_2 = 3(\cos\frac{\pi}{6} + i\sin\frac{\pi}{6})\)则\(z_1 \times z_2 = 2×3(\cos(\frac{\pi}{4} +\frac{\pi}{6})+ i\sin(\frac{\pi}{4} +\frac{\pi}{6}))\)\\begin{align}&=6(\cos(\frac{3\pi + 2\pi}{12})+ i\sin(\frac{3\pi + 2\pi}{12}))\\&=6(\cos\frac{5\pi}{12} + i\sin\frac{5\pi}{12})\end{align}\通过这个例子,我们可以清晰地看到,在三角形式下进行复数乘法,能够直观地得到乘积的模和辐角。
备注§17.4 棣莫弗定理与欧拉公式教学目标:1.掌握复数的代数形式、三角形式及指数形式,并会进行三种 形式的互化;2.掌握复数的三角形式的乘、除和棣莫弗定理与欧拉公式。
教学重点:掌握复数的三角形式的乘、除和隶莫弗定理与欧拉公式。
教学难点:掌握复数的代数形式、三角形式及指数形式,并会进行 三种形式的互化。
新课讲授:棣莫弗定理与欧拉公式 一、复习导入在三角形式下对复数进行的运算主要是乘除。
二、探究设复数z 1= 2(cos6π+isin6π),z 2= 4(cos3π+isin3π),则z 1 ·z 2等于多少?三、知识链接(1)一般z 1= r 1(cos θ1 +isin θ1),z 2= r 2 (cos θ2+isin θ2), 则有z 1 ·z 2= r 1 r 2 [cos(θ1 +θ2 )+isin (θ1+θ2)]由此可见,复数的积的模等于模的积,积的辐角等于辐角的和。
(2)一般z 1= r 1(cos θ1 +isin θ1),z 2= r 2 (cos θ2+isin θ2), 则有21z z = 21r r[cos(θ1 -θ2 )+isin (θ1-θ2)] 由此可见,复数的积的模等于模的商,积的辐角等于辐角的差。
四、典型例题 例1、计算 (1)3(cos6π+isin6π)·4(cos12π+isin12π)(2)2(cos 500+isin500)·3(cos400+isin400)例2、计算:[6(cos 700+isin700)]÷[3(cos400+isin400)]若3(cos6π+isin6π),那么z 2与z 3的值分别为多少?练习1.计算: (1)2(cos6π+isin6π)·2( cos12π+isin12π)(2)2(cos83π+isin83π)·3( 1+i )(3)2(cos6π-isin6π)÷2( cos12π+isin12π)课内练习:P77练习一、复习导入学习了复数三角形式的乘法后,接下来我们学习复数三角形式的 幂运算。
高中数学竞赛讲义复数一、基础知识1.复数的运算法则:三角形式,若z 1=r 1(cos θ1+i sin θ1), z 2=r 2(cos θ2+i sin θ2),则z 1••z 2=r 1r 2[cos(θ1+θ2)+i sin(θ1+θ2)];11222(0),z r z z r ≠=[cos(θ1-θ2)+i sin(θ1-θ2)],或记为z 1z 2=r 1r 212()i e θθ+;.)(212121θθ-=i e r r z z 2.棣莫弗定理:[r (cos θ+i sin θ)]n =r n (cos n θ+i sin nθ). 3.开方:若=nw r (cos θ+i sin θ),则)2sin2(cosnk i nk r w n πθπθ+++=,k =0,1,2,…,n -1。
4.方程10(2n x n n n -=≥为自然数,且)的个根 记为:22cossin (0,1,2,,1)k k k i k n n nππε=+=-称为1的n 次单位根。
由棣莫弗定理,全部n 次单位根可表示为112111-n εεε ,,,。
关于单位根,有如下常用性质:)20111211≥=++++-n n (εεε ;任意两个单位根j i εε,的乘积仍为一个n 次单位根,且(1)的余数)除以是其中时,当n j i k n j i k j i j i j i +=≥+=⋅++,(εεεεε; (2)设m 为整数,1≠n ,则⎩⎨⎧=++++-的倍数)不是的倍数),是n m n m n mn m m (0(1121εεε(3)1+z 1+z 2+…+z n -1=0;(4)x n -1+x n -2+…+x +1=(x -z 1)(x -z 2)…(x -z n -1)=(x -z 1)(x -21z )…(x -11n z -). 特别地:1的立方根有:1,ω=-12+32i ,-ω=-12-32i(1)ω3=-ω3=1 (2)1+ω+ω2=0或1+-ω+-ω2=0 (3)ω-ω=1 (4)ω2=-ω,-ω2=ω (5)(1±i )2=±2i ,(3±4i )2=-7±24i5.代数基本定理:在复数范围内,一元n 次方程至少有一个根。
复数百科名片复数是指能写成如下形式的数a+bi,这里a和b是实数,i是虚数单位(即-1开根)。
由意大利米兰学者卡当在十六世纪首次引入,经过达朗贝尔、棣莫弗、欧拉、高斯等人的工作,此概念逐渐为数学家所接受。
复数有多种表示法,诸如向量表示、三角表示,指数表示等。
它满足四则运算等性质。
它是复变函数论、解析数论、傅里叶分析、分形、流体力学、相对论、量子力学等学科中最基础的对象和工具。
目录复数的定义复数的四则运算法则:复数的加法乘法运算律:虚数单位i的乘方:复数的乘法法则复数的除法法则复数的其他表达复数三角形式的运算棣莫佛定理(复数的乘方)对于复数z=r(cosθ+isinθ),有z的n次幂复数的开方若z^n=r(cosθ+isinθ), 则复数集的分类复数的起源复数的应用系统分析信号分析反常积分量子力学相对论应用数学流体力学碎形数系理论的历史发展复变初等函数实变初等函数的推广复变指数函数复数的三角函数复数的双曲函数复数的定义复数的四则运算法则:复数的加法乘法运算律:虚数单位i的乘方:复数的乘法法则复数的除法法则复数的其他表达复数三角形式的运算棣莫佛定理(复数的乘方)对于复数z=r(cosθ+isinθ),有z的n次幂复数的开方若z^n=r(cosθ+isinθ), 则复数集的分类复数的起源复数的应用系统分析信号分析反常积分量子力学相对论应用数学流体力学碎形数系理论的历史发展复变初等函数实变初等函数的推广复变指数函数复数的三角函数复数的双曲函数展开图1编辑本段复数的定义数集拓展到实数范围内,仍有些运算无法进行。
比如判别式小于0的一元二次方程仍无解,因此将数集再次扩充,达到复数范围。
定义:形如z=a+bi的数称为复数(complex number),其中规定i为虚数单位,且i^2=i*i=-1(a,b是任意实数)我们将复数z=a+bi中的实数a称为复数z的实部(real part)记作Rez=a实数b称为复数z的虚部(imaginary part)记作Imz=b.已知:当b=0时,z=a,这时复数成为实数;当a=0且b≠0时,z=bi,我们就将其称为纯虚数。