高中數學中怎樣證明兩個複數商的模等於模的商

2021-03-03 20:32:48 字數 4177 閱讀 4707

1樓:匿名使用者

||^^|z1|^2=x1^2+y1^2

|z1/z2|^2=|(x1+iy1)/(x2+iy2)|^2=|(x1+iy1)(x2-iy2)/(x2^2+y2^2)|^2

=|((x1x2+y1y2)+i(y1x2-y2x1))/(x2^2+y2^2)|^2

=((x1x2+y1y2)^2+(y1x2-y2x1)^2)/(x2^2+y2^2)^2

=((x1x2)^2+(y2x1)^2+(y1y2)^2+(y1x2)^2)/(x2^2+y2^2)^2

=(x1^2+y1^2)/(x2^2+y2^2)

高中數學複數怎麼算?

2樓:匿名使用者

高中數學複數運演算法則

加減法加法法則

複數的加法按照以下規定的法則進行:設z1=a+bi,z2=c+di是任意兩個複數, 則它們的和是 (a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i. 兩個複數的和依然是複數,它的實部是原來兩個複數實部的和,它的虛部是原來兩個虛部的和。

複數的加法滿足交換律和結合律,

即對任意複數z1,z2,z3,有: z1+z2=z2+z1; (z1+z2)+z3=z1+(z2+z3). 減法法則

複數的減法按照以下規定的法則進行:設z1=a+bi,z2=c+di是任意兩個複數, 則它們的差是 (a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i. 兩個複數的差依然是複數,它的實部是原來兩個複數實部的差,它的虛部是原來兩個虛部的差。

2乘除法

乘法法則

規定複數的乘法按照以下的法則進行:

設z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈r)是任意兩個複數,那麼它們的積(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i.

其實就是把兩個複數相乘,類似兩個多項式相乘,得: ac+adi+bci+bdi²,因為i²=-1,所以結果是(ac-bd)+(bc+ad)i 。兩個複數的積仍然是一個複數。 除法法則

複數除法定義:滿足(c+di)(x+yi)=(a+bi)的複數x+yi(x,y∈r)叫複數a+bi除以複數c+di的商 運算方法:可以把除法換算成乘法做,在分子分母同時乘上分母的共軛.

所謂共軛你可以理解為加減號的變換,互為共軛的兩個複數相乘是個實常數. 除法運算規則:

①設複數a+bi(a,b∈r),除以c+di(c,d∈r),其商為x+yi(x,y∈r), 即(a+bi)÷(c+di)=x+yi

∵(x+yi)(c+di)=(cx-dy)+(dx+cy)i. ∴(cx-dy)+(dx+cy)i=a+bi.

由複數相等定義可知 cx-dy=a,dx+cy=b

解這個方程組,得 x=(ac+bd)/(c²+d²) y=(bc-ad)/(c²+d²)

於是有:(a+bi)/(c+di)=(ac+bd)/(c²+d²)+i(bc-ad)/(c²+d²)

②利用共軛複數將分母實數化得(見右圖):

點評:①是常規方法;②是利用初中我們學習的化簡無理分式時,都是採用的分母有理化思想方法,而複數c+di與複數c-di,相當於我們初中學習的 的對偶式,它們之積為1是有理數,而(c+di)·(c-di)=c2+d2是正實數.所以可以分母實數化.

把這種方法叫做分母實數化法。

怎麼解複平面的問題,此問題太大,就高中數學而言,和解平面解析幾何問題類似。

平面幾何問題的複數解法

複數是高中數學的重要內容之一,在中學數學中,有許多數學問題,如果我們能夠根據題目的具體特徵,將其轉化為複數問題,那麼這類數學問題往往可以得到復巧解妙證.

用複數方法解解平面幾何的基本思路是,首先運用複數表示複平面上的點,然後利用複數的模和幅角的有關性質,複數運算的幾何意義以及複數相等的條件,化幾何問題為複數問題來處理.

1.用於證三角形為正三角形

典型1.求證:若三角形重心與其外心重合,則該三角形必 為正三角形.

複數的複數與幾何

3樓:小青年

①幾何形式

複數 被複平面上的點 z(a,b )唯一確定。這種形式使複數的問題可以藉助圖形來研究。也可反過來用複數的理論解決一些幾何問題。

②向量形式。複數z=a+bi用一個以原點o(0,0)為起點,點z(a,b)為終點的向量oz表示。這種形式使複數四則運算得到恰當的幾何解釋。

③三角形式。複數z=a+bi化為三角形式 z=r(cosθ+isinθ)

式中r=,是複數的模(即絕對值)

θ 是以x軸為始邊,射線oz為終邊的角,叫做複數的輻角,輻角的主值記作arg(z)

這種形式便於作複數的乘、除、乘方、開方運算。

④指數形式。將複數的三角形式z=r( cosθ+isinθ)中的cosθ+isinθ換為,複數就表為指數形式

用直線將複平面內任一點z與n相連, 必與球面相交於p點,則球面上除n點外的所有點和複平面上的所有點有一一對應的關係,而n點本身可代表無窮遠點, 記作。 這樣的球面稱作復球面。

除了複數的平面表示方法外, 還可以用球面上的點來表示複數。

擴充複數域---引進一個「新」的數;

擴充複平面---引進一個「理想點」; 無窮遠點 ∞。

約定:,,,

,。注: 若無特殊說明,平面均指有限複平面。

⑤複平面。由於一個複數z=x+iy由一對有序實數(x,y)唯一確定,所以對於平面上給定的直角座標系,複數的全體與該平面上點的全體成一一對應關係,從而複數z=x+iy可以用該平面上座標為(x,y)的點來表示,此時,x軸稱為實軸,y軸稱為虛軸,兩軸所在的平面稱為複平面或z平面。這樣,複數與複平面上的點一一對應,並且把「點z」作為「數z」的同義詞。

乘積與商

定理1 兩個複數乘積的模等於它們的模相乘,兩個複數乘積的輻角等於它們的輻角相加。

證明 設

則 因此,= 幾何意義 將複數z1按逆時針方向旋轉一個角度argz2,再將其伸縮到|z2|倍。

定理1可推廣到n 個複數的乘積。

定理2 兩個複數的商的模等於它們的模的商,兩個複數的商的輻角等於被除數與除數的輻角之差。

複數的乘冪

定義 n個相同的複數z 的乘積,稱為z 的n次冪,記作,即=(共n個)。

設z=,由複數的乘法定理和數學歸納法可證明

特別:當|z|=1時,即,

則有一棣模佛(de moivre)公式。

複數的方根

問題 給定複數,求所有的滿足的複數ω。

複數運算的幾何意義

複數a+bi、c+di分別對應複平面上以原點為起點的向量(a,b)與(c,d)。

兩者相乘相當於如下變換:

在複平面上

將向量(a,b)伸長或縮短複數c+di的模倍,然後逆時針轉過複數c+di輻角的度數,得到的新向量即是兩複數

乘積對應的向量。

如:(1+i)*(1+i)=2i。將向量(1,1)伸長為複數1+i的模倍(即根2倍),然後逆時針轉過1+i的輻角度數(即45˙),得到向量(0,2),即乘積2i所對應的向量。

除法與乘法正好相反。

加法與減法的幾何意義:複數對應的向量在複平面上進行平行四邊形或三角形法則運算。

由此可見,複數的運算可以表示二維平面上的伸縮和旋轉變換。 鄰域:複平面上以z 0為中心,任意δ> 0為半徑的圓| z -z 0|<δ(或0 <| z –z 0|<δ) 內部的點的集合稱為點z 0 的δ(去心)鄰域 。

設g是一平面上點集

內點:對任意z0屬於g,若存在u(z 0 ,δ), 使該鄰域內的所有點都屬於g,則稱z 0是g的內點。

開集:若g內的每一點都是內點,則稱g是開集。 區域:設d是一個開集,且d是連通的,稱d是一個區域。

連通是指d中任意兩點均可用完全屬於d的折線連線。

邊界與邊界點:已知點p不屬於d,若點p的任何鄰域中都包含d中的點及不屬於d的點,則稱p是d的邊界點;

閉區域 區域d與它的邊界一起構成閉區域,記為dˉ

有界區域與無界區域:若存在r > 0, 對任意z ∈d, 均有z∈g=,則d是有界區域;否則無界。 重點:

設連續曲線c:z=z(t),a≤t≤b,對於t1∈(a,b), t2 ∈[a, b],當t1≠t2時,若z(t1)=z(t2),稱z(t1)為曲線c的重點。

定義:稱沒有重點的連續曲線c為簡單曲線或jardan曲線;若簡單曲線c 滿足z(a)=z(b)時,則稱此曲線c是簡單閉曲線或jordan閉曲線。

簡單閉曲線的性質

任一條簡單閉曲線 c:z=z(t),t∈[a,b],把複平面唯一地分成三個互不相交的部分:一個是有界區域,稱為c的內部;一個是無界區域,稱為c的外部;還有一個是它們的公共邊界。

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