Операции над комплексными числами в алгебраической форме
Сложение и умножение комплексных чисел производится по правилам сложения и умножения алгебраических многочленов; учитывая при этом, что
,
и т. д.
1. Суммой двух комплексных чисел называется число
такое, что справедливы равенства
,
, т. е.
. (1.9)
Обозначение: .
Правило сложения.При сложении комплексных чисел складываются действительные и мнимые части соответственно
Пример 1.6. Найти сумму чисел и
, где
,
.
Решение. .
2. Разностью комплексных чисел называется число
такое, что справедливы равенства
,
, т.е.
. (1.10)
Обозначение: .
Правило вычитания.При нахождении разности комплексных чисел из действительной и мнимой частей уменьшаемого вычитаются соответственно действительная и мнимая части вычитаемого.
Пример 1.7. Найти разность чисел и
, где
,
.
Решение. .
3. Произведением чисел называется число
такое, что справедливы равенства
,
. Обозначение:
.
Нетрудно убедиться, что эти равенства имеют место, если произвести формальное перемножение выражений как двучленов:
(1.11)
Правило умножения.Комплексные числа перемножаются как двучлены, при этом учитывается, что .
Пример 1.8.Найти произведение чисел и
.
Решение.
.
Замечание.
.
Результат замечания можно сформулировать как свойство: произведение сопряженных комплексных чисел – число действительное.
4. Частнымот деления числа (
) называется число
, такое, что справедливо равенство
. Обозначение:
.
Правило деления.Чтобы разделитьчисло (
), следует числитель и знаменатель дроби
умножить на число
, сопряженное знаменателю:
. (1.12)
Пример 1.9.Найти частное от деления числа на
.
Решение.
.
Операции над комплексными числами в тригонометрической форме
Пусть
,
тогда
; (1.13)
. (1.14)
Пример 1.10.Дано: и
. Найти произведение
.
Решение. ,
;
,
;
Формула Муавра: .
; (1.15)
; (1.16)
имеет
позиций в области комплексных чисел.
Из формулы (1.16) видно, что все различных значений величины
имеют один и тот же модуль, равный
. А так как
, то точки, соответствующие значениям
, являются вершинами правильного
-угольника, вписанного в окружность радиуса
, с центром в начале координат.
Пример 1.11.Найти все значения комплексно числа .
Решение.
;
;
.
Операции над комплексными числами в показательной форме.
Пусть и
, тогда
; (1.17)
; (1.18)
; (1.19)
. (1.20)
Пример 1.12. Вычислить .
Решение.
;
;
Уравнения прямой проходящей через точку, уравнения прямой проходящей через 2 точки
1. Уравнение прямой, проходящей через данную точку A(x1, y1) в данном направлении, определяемом угловым коэффициентом k,
y - y1 = k(x - x1).
Это уравнение определяет пучок прямых, проходящих через точку A(x1, y1), которая называется центром пучка.
2. Уравнение прямой, проходящей через две точки: A(x1, y1) и B(x2, y2), записывается так:
Угловой коэффициент прямой, проходящей через две данные точки, определяется по формуле