复数及其运算(完整版本)
复数公式及运算法则
复数公式及运算法则
复数公式：复数是由实部和虚部组成的数。
复数通常写成a + bi 的形式，其中a和b都是实数，而i是一个虚数单位，满足i² = -1。
复数的运算法则：
1.复数的加法和减法：将实部与实部、虚部与虚部分别相加或相减。
(a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i
(a + bi) - (c + di) = (a - c) + (b - d)i
2.复数的乘法：使用分配律将两个复数相乘。
(a + bi) * (c + di) = ac + adi + bci + bdi²
因为i²=-1，所以可以将上式简化为：
(a + bi) * (c + di) = (ac - bd) + (ad + bc)i
3.复数的除法：用分子分母都乘以分母的共轭复数（实部保持不变，虚部取负数），然后将分母变为实数。
(a + bi) / (c + di) = (a + bi) * (c - di) / (c² + d²)
因为乘法和除法都需要分别计算实部和虚部，所以计算复数的乘
法和除法时需要注意分配律和运用恒等式。
拓展：复数在物理学、工程学、数学等多个领域都有广泛应用，
如在电路分析、信号处理、量子力学等方面。
由于虚部可以表示位移、相位差等概念，复数可以用来表示波形、振动、旋转等物理量。
同时，复数的数学理论也非常丰富，包括复数拓扑学、复变函数论等多个分支。
第一节 复数及其代数运算
若 z = x + iy ,
则 z = x − iy .
例2 计算共轭复数 = x + yi 与 z = x − yi 的积 z . 解
( x − yi )( x + yi ) = x − ( yi ) = x + y .
2 2 2 2
结论：两个共轭复数 z, z 的积是实数.
即 zz = x + y . ：
3) Im(i + z ) = 4 .
解：1) 表示与 −i 的距离等于 2 的所有复数 z 的集合 的集合. 为圆心， 为半径的圆. 此曲线是以 −i 为圆心，2 为半径的圆
y
o
2
⋅ −i
x
24
2) | z − 2i | = | z + 2 | ;
20
（3）三角表示法 ）
x = r cosθ , 利用直角坐标与极坐标的关系 y = r sinθ ,
复数可以表示成 z = r (cosθ + i sinθ ) （4）指数表示法 ） 利用欧拉公式 e iθ = cosθ + i sinθ , 复数可以表示成
z = re iθ
的指数表示式. 称为复数 z 的指数表示式
解
(5 − 5i )( −3 − 4i ) z1 5 − 5i = = z2 − 3 + 4i ( −3 + 4i )( −3 − 4i ) ( −15 − 20) + (15 − 20)i 7 1 = = − − i. 25 5 5
z1 7 1 = − + i. 5 5 z2
4
2 例1 实数 m 取何值时 , 复数 ( m − 3m − 4) +
复数的四则运算公式
复数的四则运算公式复数是数学中的一个概念，它可以表示为实部与虚部的和。
在复数的四则运算中，包括加法、减法、乘法和除法。
下面将分别介绍这四种运算。
一、复数的加法复数的加法是指将两个复数相加的操作。
假设有两个复数a+bi和c+di，其中a、b、c、d分别为实数部分和虚数部分。
则两个复数的加法可以表示为：(a+bi) + (c+di) = (a+c) + (b+d)i即实部相加，虚部相加。
二、复数的减法复数的减法是指将两个复数相减的操作。
假设有两个复数a+bi和c+di，其中a、b、c、d分别为实数部分和虚数部分。
则两个复数的减法可以表示为：(a+bi) - (c+di) = (a-c) + (b-d)i即实部相减，虚部相减。
三、复数的乘法复数的乘法是指将两个复数相乘的操作。
假设有两个复数a+bi和c+di，其中a、b、c、d分别为实数部分和虚数部分。
则两个复数的乘法可以表示为：(a+bi) × (c+di) = (ac-bd) + (ad+bc)i即实部相乘减虚部相乘，并将结果相加。
四、复数的除法复数的除法是指将两个复数相除的操作。
假设有两个复数a+bi和c+di，其中a、b、c、d分别为实数部分和虚数部分。
则两个复数的除法可以表示为：(a+bi) ÷ (c+di) = [(ac+bd)÷(c^2+d^2)] + [(bc-ad)÷(c^2+d^2)]i即将实部和虚部分别除以除数的实部和虚部的平方和。
通过以上介绍，我们了解了复数的四则运算公式。
在实际应用中，复数的四则运算常常用于电路分析、信号处理等领域。
对于复数的运算要求掌握加减法的运算规则，以及乘法和除法的计算方法。
复数的四则运算在解决实际问题中起到了重要的作用，对于深入理解复数的概念和应用具有重要意义。
因此，掌握复数的四则运算公式对于数学学习和实际应用都是非常重要的。
希望通过本文的介绍，读者能够对复数的四则运算有更深入的了解，并能够熟练运用于实际问题的解决中。
复数及其运算
=aejθ (指数型)
=a∠部；
A=a1+ja2，B=b1+jb2
• 两个复数相等时， 其实部和虚部分别 相等，或模和辐角 分别相等。
• a、θ：复数A的模和辐角。
复数及其运算——复数加减
A=a1+ja2 (代数型) =aejθ (指数型) 两个复数：
• 复数单位： j 1
；
• a1、a2：复数A的实部、虚部；
• a、θ：复数A的模和辐角。
A=a1+ja2，B=b1+jb2
• 两个复数相加 ( 减 ) 等 于把它们的实部和虚 部分别相加(减)。 • 复数的加减运算应采
=a∠θ (极型)
• 复数单位： j 1 ； • a1、a2：复数A的实部、虚部；
• a、θ：复数A的模和辐角。
用代数型。
复数及其运算——复数乘除
A=a1+ja2 (代数型) 两个复数： A=a1+ja2，B=b1+jb2
=aejθ
(指数型)
=a∠θ (极型)
• 两个复数相乘 ( 除 ) 等
于将它们的模相乘 (除)、辐角相加(减)。
• 复数单位： j 1 ； • a1、a2：复数A的实部、虚部；
• 复数的乘除运算应采 用指数型或极型。
• a、θ：复数A的模和辐角。
复数及其运算——复数几何运算
两个复数： A=a1+ja2 (代数型) =aejθ (指数型) =a∠θ (极型) A=a1+ja2，B=b1+jb2 • 在复平面上进行代数运算 具有一定的几何意义。
复数及其运算
A=a1+ja2 (代数型) =aejθ (指数型)
=a∠θ (极型)
复数的有关运算
⑤. z = z
⑥. z = z ⇔ z ∈ R
数或0 数或
( z 2 ≠ 0) ⑦. z + z = 0 ⇔ Z为纯虚 为纯虚
④ . z = ( z)
n
n
四.共轭复数与模的性质及其运算 共轭复数与模的性质及其运算
① . | z1 ⋅ z2 |=| z1 | ⋅ | z2 |
| z−z1 | +| z −z2 | =2a (|z1 -z2 |=2a) (5).双曲线： z − z1 | −| z − z2 | = ±2a 双曲线： 双曲线 | (|z1 - z2 |> 2a)
(6).射线：z−z1 | −| z −z2 | =±2a 射线： 射线 |
(7).圆环 圆环: r <| z − z0 |< R 圆环 复数方程与直角坐标方程的转化
1 3 1 3 二. ω = - + i(或ω＝- - i) 的性质 2 2 2 2 2 ①. 1+ ω + ω = 0
② . ω = 1 (周 T = 3) 期
3
③. ω =
1
ω
=ω
2
④ . ω n + ω n +1 + ω n + 2 = 0
一、复数的四则运算问题
1、已知复数z = 1 + i (1)设ω = z 2 + 3 z − 4，求ω； z 2 + az + b = 1 − i，求实数a，b的值 （2）如果 2 z − z +1
a + b = 1 a = −1 ⇒ ∴ a + 2 = 1 b = 2
4 2、设z + ∈ R，z − 2 |= 2，求z | z 解：设z = x + yi( x、y ∈ R，且z ≠ 0)
(完整版)复数的代数形式及其运算
复数的代数形式及其运算第85课时课题：复数的代数形式及其运算一．教学目标：掌握复数的基本题型，主要是讨论复数的概念,复数相等,复数的几何表示,计算复数模，共轭复数，解复数方程等。
二．教学重点：复数的几何表示，计算复数模，共轭复数,解复数方程等。
三．教学过程:（一）主要知识：1．共轭复数规律，；2．复数的代数运算规律(1）i=1，i=i,i=1，i=i;(3)i・i・i・i=1，i＋i＋i＋i=0；；3．辐角的运算规律(1)Arg（z・z）＝Argz＋Argz（3）Arg=nAr gz(n∈N）.。
.，n1.或z∈R。
要条件是|z|＝|a|.（6）z・z≠0,则4．根的规律：复系数一元n次方程有且只有n个根，实系数一元n次方程的虚根成对共轭出现。
5．求最值时，除了代数、三角的常规方法外，还需注意几何法及不等式||z｜|z｜｜≤｜z±z｜≤｜z｜+|z|的运用.即｜z±z｜≤｜z|+|z|等号成立的条件是：z，z所对应的向量共线且同向。
|z±z|≥|z|｜z|等号成立的条件是：z,z所对立的向量共线且异向。
（二）范例分析Ⅰ.2004年高考数学题选1.(2004高考数学试题(浙江卷,6)）已知复数z1=3+4i, z2=t+i，且是实数，则实数t=（）A．B．C．?D．？2。
(2004年北京春季卷,2)当时，复数在复平面上对应的点位于（）A．第一象限B．第二象限 C．第三象限D．第四象限3.(2004年北京卷，2）满足条件的复数在复平面上对应点的轨迹是（ C ) A．一条直线B．两条直线C．圆D．椭圆Ⅱ.主要的思想方法和典型例题分析：1．化归思想复数的代数、几何、向量及三角表示，把复数与实数、三角、平面几何和解析几何有机地联系在一起，这就保证了可将复数问题化归为实数、三角、几何问题。
反之亦然。
这种化归的思想方法应贯穿复数的始终。
【分析】这是解答题，由于出现了复数和，宜统一形式,正面求解。
1.2复数的运算及其几何意义
x1 ) y1 )
参数 t (, ),
上式可以借助复数合并为一个式子，即：
z x(t ) iy(t ) x1 t( x2 x1 ) + i [y1 t( y2 y1 )]. 过z1 , z2的直线方程是： z z(t ) z1 ), 0 t 1.
则将向量OZ1按逆时针方向
•z
y
旋转一个角 2 ,
r • z1
再伸长(缩短)到原来的 r2 倍，
所得向量OZ就表示乘积z1 z2.
1
o
r1
2
•
r2
z2
x
z1z2 r1r2[cos(1 2 ) i sin(1 2 )]
10
可将结论推广到 n 个复数相乘的情况:
设 zk rk (cosk i sink ) rkeik , (k 1,2,, n)
28
cos
π 4
2kπ 4
i sin
π 4
2kπ 4
w3
(k 0,1,2,3).
即 0
1
28
cos
π 16
i
sin
π 16
,
1
1
28
cos
9π 16
i
sin
9π 16
,
2
1
28
cos
17π 16
i
sin
17π 16
,
3
1
28
cos
25π 16
i sin
25π 16
.
15
;
(2) z z;
(3) z z z 2 ;
(4) z z 2 Re(z), z z 2i Im(z).
复数和、差、共轭的几何意义
复数运算公式大全(二)
复数运算公式大全（二）引言概述：本文旨在介绍复数运算的一系列公式。
复数是由实部和虚部构成的数，可以用于解决许多实际问题，包括电学、物理学和工程学中的许多应用。
通过掌握这些公式，读者将能够更好地理解和应用复数。
正文：I. 复数的加法和减法1. 复数的加法公式：利用实部和虚部的加法规则，将两个复数相加得到一个新的复数。
- 实部相加、虚部相加2. 复数的减法公式：通过复数的加法公式，将减法转换为加法问题。
- 实部相减、虚部相减II. 复数的乘法和除法1. 复数的乘法公式：使用分配律和复数的乘法规则，将两个复数相乘得到一个新的复数。
- 实部乘积减去虚部乘积2. 复数的除法公式：通过将复数相乘的结果除以除数的模长平方，得到一个新的复数作为商。
- 模长平方的乘法逆元III. 复数的模长和共轭1. 复数的模长公式：计算一个复数的模长，即复数到原点的距离。
- 利用勾股定理计算2. 复数的共轭公式：将复数的虚部取相反数，得到一个新的复数。
- 修改虚部的符号IV. 复数的幂和根1. 复数的幂公式：根据欧拉公式和指数的性质，计算复数的任意幂。
- 欧拉公式的应用2. 复数的根公式：求解复数的根，即找到满足幂次方等于给定复数的特定复数。
- 公式和数值计算的结合V. 特殊复数运算1. 复数的逆运算：求解复数的倒数，满足乘积为1的复数。
- 模长平方的倒数2. 复数的幅角运算：计算复数的幅角，即与实轴的夹角。
- 反三角函数和辅助角的应用3. 复数的极坐标形式与直角坐标形式的转换：将复数在直角坐标系和极坐标系之间进行转换。
- 利用三角函数的关系式总结：本文详细介绍了复数运算的一系列公式，包括加法、减法、乘法、除法、模长、共轭、幂、根、逆运算、幅角和坐标系转换。
这些公式是理解和应用复数的基础。
通过掌握这些公式，读者将能够更好地处理涉及复数的问题，并在电学、物理学和工程学等领域中应用复数。
复数的加法与减法
的取值范围是[0,2].
二、复数加减法的几何意义：
1.复数的加法可以按向量的加法法则进行, 即遵循平行四边形法则. 2.两个复数的差z1-z2(即OZ1-OZ2)与连结 两个向量终点并指向被减数的向量对应. 3.两点间的距离公式 (1)设复数z1、z2在复平面内对应的点分别为Z1、Z2, 则Z1、Z2两点间的距离公式为d=|z1-z2|. (2)以复数p的对应点为圆心,r为半径的圆的方程为: |z-p|=r.
故z+3-4i的对应点的轨迹是以3-4i的对应点为圆心, 2为半径的圆.
三、小结：
1.复数加、减法的运算法则是复数集中最基本的运算, 可结合多项式运算记忆法则,运算过程中应善于利用 共轭复数及模的概念与性质,以达到化繁为简的目的. 2.复数的模及其运算的几何意义是复数问题几何化的 保证,必须熟练把握. 3.复数轨迹问题的求法有二: (1)设轨迹上任一点,对应的复数为z=x+yi(x,y∈R),把 问题转化为解析几何中的求轨迹问题. (2)直接建立轨迹上的点Z对应的复数z的方程,据方程 所呈现的几何特征给出轨迹形状.
(3)以复数z1、z2的对应点为端点的线段的垂直平分线 方程为:|z-z1|=|z-z2|.
(4)方程|z-z1|+|z-z2|=2a,当|z1-z2|<2a时表示以z1、z2 的对应点为焦点,2a为长轴长的椭圆; 若|z1-z2|=2a,则以z1、z2的对应点为端点的线段. (5)方程|z-z1|-|z-z2|= 2a,当|z1-z2|>2a时表示以z1、 z2的对应点为焦点,2a为实轴长的双曲线.若|z1-z2| =2a,则表示两条射线. 4.复数模的两个重要性质:
4.根据复数差及模的几何意义可知,两复数差的模即为 其在复平面内对应的两点间距离,所以解析几何中,凡 是用距离定义的曲线,其方程都可用复数的形式来表 示,如圆、椭圆、双曲线、线段及其垂直平分线等.
复数运算公式知识点总结
复数运算公式知识点总结1. 复数的加减法复数的加减法和实数的加减法类似，只需将实部和虚部分别相加或相减即可。
例如，对于两个复数z1=a1+b1i和z2=a2+b2i，它们的和与差分别为：z1+z2 = (a1+a2) + (b1+b2)iz1-z2 = (a1-a2) + (b1-b2)i2. 复数的乘法复数的乘法可以使用分配律进行计算，即将复数的实部和虚部分别进行乘法运算，然后再相加。
例如，对于两个复数z1=a1+b1i和z2=a2+b2i，它们的乘积为：z1*z2 = (a1*a2 - b1*b2) + (a1*b2 + a2*b1)i3. 复数的除法复数的除法可以通过乘以复数的共轭来实现。
给定两个复数z1=a1+b1i和z2=a2+b2i，其中z2≠0，它们的商为：z1/z2 = (a1*b2 + b1*a2)/(a2²+b2²) + (b1*a2 - a1*b2)/(a2²+b2²)i4. 复数的模复数的模表示复数与原点之间的距离，通常用|z|表示。
对于复数z=a+bi，它的模为：|z| = √(a²+b²)5. 复数的幂运算复数的幂运算可以通过将复数化为指数形式实现。
给定一个复数z=a+bi和一个自然数n，它们的幂为：zⁿ = |z|ⁿ*(cos(n*θ) + i*sin(n*θ))其中，|z|表示复数z的模，θ表示复数z的幅角。
6. 复数的共轭复数的共轭表示将复数的虚部取相反数得到的新复数。
对于复数z=a+bi，它的共轭为：z* = a-bi7. 复数的实部和虚部给定一个复数z=a+bi，它的实部和虚部分别为a和b。
实部用Re(z)表示，虚部用Im(z)表示。
综上所述，复数运算规则包括加减法、乘除法、模和幂运算等内容。
学生在学习复数运算时需要掌握这些规则，并通过练习加深理解，以提高对复数运算的熟练度。
同时，掌握复数的性质和运算规则可以帮助学生更好地理解数学问题和解决实际应用中的计算问题。
复数及其运算
复数及其运算1． 复数域形如z x iy =+或z z yi =+的数，称为复数，其中x 和y 均是实数，称为复数z 的实部和虚部，记为Re x z =，Im y z = i =，称为虚单位．两个复数111z x iy =+，与222z x iy =+相等，当且仅当它们的实部和虚部分别对应相等，即12x x =且12y y =虚部为零的复数可看作实数，即0x i x += ，特别地，000i += ，因此，全体实数是全体复数的一部分．实数为零但虚部不为零的复数称为纯虚数，复数x iy +和x iy -称为互为共轭复数，记为()x iy x iy +=- 或 x iy x iy -=+设复数111z x iy =+，222z x iy =+，则复数四则运算规定：121212()()z z x x i y y ±=±±±1212121221()()z z x x y y i x y x y =-++1121221122222222222(0)z x x y y x y x y i z z x y x y +-=+≠++ 容易验证复数的四则运算满足与实数的四则运算相应的运算规律．全体复数并引进上述运算后称为复数域，必须特别提出的是，在复数域中，复数是不能比较大小的． ２．复平面从上述复数的定义中可以看出，一个复数z x iy =+实际上是由一对有序实数(,)x y 唯一确定．因此，如果我们把平面上的点(,)x y 与复数z x iy =+对应，就建立了平面上全部的点和全体复数间的一一对应关系． 由于x 轴上的点和y 轴上非原点的点分别对应着实数和纯虚数，因而通常称x 轴为实轴，称y 轴为虚轴，这样表示复数z 的平面称为复平面或z 平面．引进复平面后，我们在“数”与“点”之间建立了一一对应关系，为了方便起见，今后我们就不再区分“数”和“点”及“数集”和“点集”．3．复数的模与幅角由图1.1 中可以知道，复数z x iy =+与从原点到点z 所引的向量oz 也构成一一对应关系（复数O 对应零向量）．从而，我们能够借助于点z 的极坐标r 和θ来确定点z x iy =+，向量oz 的长度称为复数z 的模，记为图1.10r z ==≥显然，对于任意复数z x iy =+均有x z ≤，y z ≤，z x y ≤+ (1.1)另外，根据向量的运算及几何知识，我们可以得到两个重要的不等式1212z z z z +≤+ (1.2)（三角形两边之和≥第三边，图1.2）1212z z z z -≤- (1.3)（三角形两边之差≤第三边，图1.3）(1.2)与(1.3)两式中等号成立的几何意义是：复数1z ，2z 分别与12z z +及12z z -所表示的三个向量共线且同向．向量oz 与实轴正向间的夹角θ满足y xθ=tan 称为复数z 的幅角()Argument ，记为Argz θ= 由于任一非零复数z 均有无穷多个幅角，若以Argz 表示其中的一个特定值，并称满足条件A r g z ππ-<≤ (1.4)的一个值为Argz 的主角或z 的主幅角，则有arg 2Argz z k θπ==+(0,1,2,)k =±± (1.5) 注意：当0z =时，其模为零，幅角无意义．从直角坐标与极坐标的关系，我们还可以用复数的模与幅角来表示非零复数z ，即有(cos sin )z r i θθ=+ (1.6)同时我们引进著名的欧拉()Euler 公式：cos sin i e i θθθ=+ (1.7)则(1.6)可化为i z re θ= (1.8)(1.6)与(1.8)式分别称为非零复数z 的三角形式和指数形式，由(1.8)式几指数性质即可推得复数的乘除有12121122()121212()111222i i i i i i z z re r r r e z re r e z r r θθθθθθθθ+-⎫==⎪⎬==⎪⎭(1.9) 因此 1212z z z z =，1122z z z z = 2(0)z ≠ (1.10) 12121122()Argz z Argz Argz z Arg Argz Argz z =+⎫⎪⎬=-⎪⎭(1.11) 公式(1.10)与(1.11)说明：两个复数1z ，2z 的乘积（或商），其模等于这两个复数模的乘积（或商），其幅角等于这两个复数幅角的和（或差）． 特别当21z =时可得 12()12i z z re θθ+=此即说明单位复数()21z =乘任何数，几何上相当于将此数所对应的向量旋转一个角度．另外，也可把公式(1.11)中的Argz 换成argz （某个特定值），若argz 为主值时，则公式两端允许相差2π的整数倍，即有 12121122()2()2Arg z z argz argz k z Arg argz argz k z ππ=++⎫⎪⎬=-+⎪⎭(1.12) 公式(1.9)可推广到有限个复数的情况，特别地，当12n z z z === 时，有()(cos sin )n i n n in n z re r e r i θθθθ===+当1r =时，就得到熟知的德摩弗()DeMoiVre 公式：(cos sin )cos sin n i n i n θθθθ+=+ (1.13)4.复数的n 次方根给定复数Z ，方程Z n=ω的根称为Z 的你、次方根，记为n Z ，可以推得： 1,,2,1,0)2sin 2(cos 1-=+++==n k nk i n k r Z nn k 其中πθπθω 几何意义：n Z 的n 个值是以原点为中心，nr 1为半径的圆的内接正n 边形的n 个顶点。
复数的表示及其运算
z x iy
x
o
z x iy
实部
虚部
当 x 0, y 0 时, z iy 称为纯虚数;
当 y 0 时, z x 0i x为实数.
3. 两复数相等: 当且仅当它们的实部和虚部分别相等. 即 设z1 x1 iy1 , z2 x2 iy2 , 则
z1 z2 x1 x2 , y1 y2 .
一、复数的概念及其表示 二、复数的运算
一、复数的概念及其表示
1. 虚数单位:
实例 : 方程 x 2 1在实数集中无解 .
为了解方程的需要 , 引入一个新数 i, 称为虚数单位.
对虚数单位的规定:
(1) i 2 1;
(2) i 可以与实数在一起按同 样的法则进行 四则运算 .
(3)虚数单位的特性:
复数z x iy也可用复平面上的向量 OP 表示
向量具有两个重要的属 性：长度、方向 .
（ⅰ）复数的模
y
记为 z r x2 y2 .
y
Pz x iy
注意:复数不能比较大小？
r
o x
x
但复数的模可以比较大小.
二、复数的运算
1、复数的代数形式的四则运算
设两复数 z1 x1 iy1 , z2 x2 iy2 ,
1） 两复数的和差: z1 z2 ( x1 x2 ) i ( y1 y2 ). 2） 两复数的积: z1 z2 ( x1 x2 y1 y2 ) i ( x2 y1 x1 y2 ).
z1 x1 x2 y1 y2 x2 y1 x1 y2 i . 3）两复数的商: 2 2 2 2 z2 x 2 y2 x 2 y2
(完整版)复数知识点精心总结
复数知识点考试内容：复数的概念．复数的加法和减法．复数的乘法和除法．数系的扩充．考试要求：（1）了解复数的有关概念及复数的代数表示和几何意义．（2）掌握复数代数形式的运算法则，能进行复数代数形式的加法、减法、乘法、除法运算．（3）了解从自然数系到复数系的关系及扩充的基本思想．1. ⑴复数的单位为i ，它的平方等于－1，即1i 2-=.⑵复数及其相关概念：① 复数—形如a + b i 的数（其中R b a ∈，）；② 实数—当b = 0时的复数a + b i ，即a ；③ 虚数—当0≠b 时的复数a + b i ；④ 纯虚数—当a = 0且0≠b 时的复数a + b i ，即b i.⑤ 复数a + b i 的实部与虚部—a 叫做复数的实部，b 叫做虚部（注意a ，b 都是实数） ⑥ 复数集C —全体复数的集合，一般用字母C 表示.⑶两个复数相等的定义：00==⇔=+∈==⇔+=+b a bi a R d c b a d b c a di c bi a ）特别地，，，，（其中，且. ⑷两个复数，如果不全是实数，就不能比较大小.注：①若21,z z 为复数，则ο1若021φz z +，则21z z -φ.（×）[21,z z 为复数，而不是实数] ο2若21z z π，则021πz z -.（√）②若C c b a ∈,,，则0)()()(222=-+-+-a c c b b a 是c b a ==的必要不充分条件.（当22)(i b a =-，0)(,1)(22=-=-a c c b 时，上式成立）2. ⑴复平面内的两点间距离公式：21z z d -=.其中21z z ，是复平面内的两点21z z 和所对应的复数，21z z d 和表示间的距离.由上可得：复平面内以0z 为圆心，r 为半径的圆的复数方程：）（00φr r z z =-. ⑵曲线方程的复数形式： ①00z r z z 表示以=-为圆心，r 为半径的圆的方程.②21z z z z -=-表示线段21z z 的垂直平分线的方程. ③212121202Z Z z z a a a z z z z ，）表示以且（φφ=-+-为焦点，长半轴长为a 的椭圆的方程（若212z z a =，此方程表示线段21Z Z ，）.④），（2121202z z a a z z z z ππ=---表示以21Z Z ，为焦点，实半轴长为a 的双曲线方程（若212z z a =，此方程表示两条射线）.⑶绝对值不等式：设21z z ，是不等于零的复数，则①212121z z z z z z +≤+≤-.左边取等号的条件是），且（012πλλλR z z ∈=，右边取等号的条件是），（012φλλλR z z ∈=. ②212121z z z z z z +≤-≤-.左边取等号的条件是），（012φλλλR z z ∈=，右边取等号的条件是），（012πλλλR z z ∈=. 注：n n n A A A A A A A A A A 11433221=++++-Λ.3. 共轭复数的性质：z z = 2121z z z z +=+a z z 2=+，i 2b z z =-（=z a + b i ） 22||||z z z z ==⋅2121z z z z -=- 2121z z z z ⋅=⋅2121z z z z =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛（02≠z ） n n z z )(= 注：两个共轭复数之差是纯虚数. （×）[之差可能为零，此时两个复数是相等的] 4 ⑴①复数的乘方：)(...+∈⋅⋅=N n z z z z z nn 43421②对任何z ，21,z z C ∈及+∈N n m ,有③n n n n m n m n m n m z z z z z z z z z 2121)(,)(,⋅=⋅==⋅⋅+注：①以上结论不能拓展到分数指数幂的形式，否则会得到荒谬的结果，如1,142=-=i i 若由11)(212142===i i 就会得到11=-的错误结论.②在实数集成立的2||x x =. 当x 为虚数时，2||x x ≠，所以复数集内解方程不能采用两边平方法.⑵常用的结论：1,,1,,143424142=-=-==-=+++n n n n i i i i i i i)(,0321Z n i i i i n n n n ∈=++++++i i i i i i i i -=+-=-+±=±11,11,2)1(2 若ω是1的立方虚数根，即i 2321±-=ω，则 . 5. ⑴复数z 是实数及纯虚数的充要条件：①z z R z =⇔∈.②若0≠z ，z 是纯虚数0=+⇔z z .⑵模相等且方向相同的向量，不管它的起点在哪里，都认为是相等的，而相等的向量表示同一复数. 特例：零向量的方向是任意的，其模为零.注：||||z z =.6. ⑴复数的三角形式：)sin (cos θθi r z +=.辐角主值：θ适合于0≤θ＜π2的值，记作z arg .注：①z 为零时，z arg 可取)2,0[π内任意值.②辐角是多值的，都相差2π的整数倍.③设,+∈R a 则πππ23)arg(,2arg ,)arg(,0arg =-==-=ai ai a a . ⑵复数的代数形式与三角形式的互化：)sin (cos θθi r bi a +=+，22b a r +=，r b r a ==θθsin ,cos . ⑶几类三角式的标准形式：)]sin()[cos()sin (cos θθθϑ-+-=-i r i r)]sin()[cos()sin (cos θπθπθθ+++=+-i r i r)]sin()[cos()sin cos (θπθπθθ-+-=+-i r i r)]2sin()2[cos()cos (sin θπθπθθ-+-=+i r i r7. 复数集中解一元二次方程：在复数集内解关于x 的一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 时，应注意下述问题： ①当R c b a ∈,,时，若∆＞0，则有二不等实数根a b x 22,1∆±-=；若∆=0，则有二相等实数根ab x 22,1-=；若∆＜0，则有二相等复数根a i b x 2||2,1∆±-=（2,1x 为共轭复数）. )(0,01,1,,121223Z n n n n ∈=++=++===++ωωωωωωωωωω②当c b a ,,不全为实数时，不能用∆方程根的情况.③不论c b a ,,为何复数，都可用求根公式求根，并且韦达定理也成立.8. 复数的三角形式运算：)]sin()[cos()sin (cos )sin (cos 212121222211θθθθθθθθ+++=+⋅+i r r i r i r )]sin()[cos()sin (cos )sin (cos 212121222211θθθθθθθθ-+-=++i r r i r i r 棣莫弗定理：)sin (cos )]sin (cos [θθθθn i n r i r n n +=+。
1-1复数及其运算
复数的模： | z | x y 0
2 2
复 变 函 数 与 积 分 变 换
复数相等
哈 尔 滨 工 程 大 学
z1 z2 x1 x2 , y1 y2 , 其中z1 x1 iy1 , z2 x2 iy2
《复变函数与积分变换》
N P
z
－理学院工科数学基地－
第一章 复数与复变函数
哈 尔 滨 工 程 大 学
§1.1 复数及复平面 学习要点 掌握复数的意义及代数运算
复 变 函 数 与 积 分 变 换
一、 复数的概念
哈 尔 滨 工 程 大 学
对任意两实数x、y , 称z x iy或z x yi 为复数。其中 i 2 1 , i称为虚单位。
1 i 例2 求 1 i
4
复 变 函 数 与 积 分 变 换
例3 已知x iy (2 x 1) y i , 求z x iy .
2
例4 设z1 , z2为两复数, 证明
1) z1 z2 z1 z2
2) z1 z2 z1 z2
三、 共轭复数
哈 尔 滨 工 程 大 学
定义 若zx + iy , 称zx iy 为z 的共轭复数. (conjugate) • 共轭复数的性质
z1 z1 1) ( z1 z2 ) z1 z2 , ( z1 z2 ) z1 z2 , ( ) , z2 0 z2 z2 2) z z
哈 尔 滨 工 程 大 学
z1 x1 iy1 z2 x2 iy2
复数基础知识及其运算规律
复数基础知识及其运算规律一、复数的概念1.复数的定义：复数是由实数和虚数构成的数，一般形式为a+bi，其中a和b分别为实数，i为虚数单位，满足i^2=-1。
2.复数的分类：a)纯虚数：实部为0的复数，如i、-i等；b)实数：虚部为0的复数，如2、-3等；c)混合数：实部和虚部都不为0的复数，如1+2i、-3-4i等。
二、复数的表示方法1.代数表示法：用a+bi的形式表示复数；2.极坐标表示法：用r(cosθ+isinθ)的形式表示复数，其中r为模长，θ为辐角。
三、复数的运算规律1.加减法：a)(a+bi) + (c+di) = (a+c) + (b+d)i；b)(a+bi) - (c+di) = (a-c) + (b-d)i。
c)(a+bi)(c+di) = (ac-bd) + (ad+bc)i；d)特殊情形：两个纯虚数相乘，结果为实数；e)单位根的乘法：i^k，其中k为整数。
f)(a+bi)/(c+di) = [(ac+bd)/(c2+d2)] + [(bc-ad)/(c2+d2)]i。
g)(a+bi)^2 = (a2-b2) + 2abi；h)(a+bi)3、(a+bi)4等，可以利用乘方公式进行展开。
2.共轭复数：a)若复数为a+bi，则它的共轭复数为a-bi；b)共轭复数具有以下性质：两数相加为实数，两数相乘为实数。
四、复数的性质1.模长：表示复数在复平面上的长度，公式为|a+bi| = √(a2+b2)；2.辐角：表示复数在复平面上与实轴的夹角，公式为θ = arctan(b/a)，其中a≠0；3.复数的平方等于1的解：i、-1、1+i、1-i等；4.复数的平方等于-1的解：i、-i等；5.复数的平方等于k（k为非零实数）的解：±√k、±i√k等。
五、复数在实际应用中的例子1.信号处理：在通信系统中，信号往往可以表示为复数形式，如调制解调器中的正弦波信号；2.物理学：在电磁学、量子力学等领域，复数用于描述物理量，如电流、电压、波函数等；3.工程学：在电子工程、控制理论等领域，复数用于分析电路、系统稳定性等。
复数的基本概念与运算
复数的基本概念与运算复数（Complex Number）是数学中的一个重要概念，在实际问题的建模和求解中起到了重要的作用。
它由实数和虚数部分组成，是一类具有特定形式的数。
本文将介绍复数的基本概念以及复数的运算规则。
一、复数的基本概念复数是由实数和虚数组成的数。
在复数中，虚数部分由虚数单位i（i^2=-1）表示。
一个复数可以写成a+bi的形式，其中a是实部，b是虚部。
实部和虚部分别是复数的实数部分和虚数部分。
二、复数的运算规则1. 复数的加法运算：将两个复数的实部分相加，虚部分相加。
例如：(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i2. 复数的减法运算：将两个复数的实部分相减，虚部分相减。
例如：(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i3. 复数的乘法运算：根据分配律和虚数单位i的定义，进行计算。
例如：(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i4. 复数的除法运算：将被除数与除数同时乘以除数的共轭复数，然后按照乘法运算规则计算。
例如：(a+bi)/(c+di)=((ac+bd)+(bc-ad)i)/(c^2+d^2)三、复数的性质1. 复数的共轭：将复数的虚部加负号，即得到该复数的共轭复数。
例如：对于复数a+bi，它的共轭复数是a-bi。
2. 复数的模：复数的模表示复数到原点的距离，也就是复数的绝对值。
例如：对于复数a+bi，它的模是√(a^2+b^2)3. 复数的实部和虚部性质：（1）若复数的实部和虚部都为零，则该复数为零，记作0。
（2）若复数的实部为零，虚部不为零，则该复数为纯虚数。
（3）若复数的虚部为零，实部不为零，则该复数为实数。
四、复数的图示表示我们可以将复数在复平面上进行图示表示。
将复数a+bi表示为平面上的一个点P，P的横坐标是a，纵坐标是b。
通过这种方式，可以直观地理解复数的实部和虚部以及复数的运算规则。
五、应用复数在物理学、工程学、经济学等领域中具有广泛的应用。
复数的运算公式大全
复数的运算公式大全
1.加法法则
复数的加法按照以下规定的法则进行：设z1=a+bi，z2=c+di是任意两个复数，则它们的和是 (a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i。
两个复数的和依然是复数，它的实部是原来两个复数实部的和，它的虚部是原来两个虚部的和。
2、减法法则
复数的减法按照以下规定的法则进行：设z1=a+bi，z2=c+di是任意两个复数，则它们的差是 (a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i。
两个复数的差依然是复数，它的实部是原来两个复数实部的差，它的虚部是原来两个虚部的差。
3、乘法法则
规定复数的乘法按照以下的法则进行：
设z1=a+bi，z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数，那么它们的积(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i。
其实就是把两个复数相乘，类似两个多项式相乘，展开得: ac+adi+bci+bdi2，因为i2=-1，所以结果是(ac－bd)+(bc+ad)i 。
两个复数的积仍然是一个复数。
4、除法法则
复数除法定义：满足(c+di)(x+yi)=(a+bi)的复数x+yi(x,y∈R)叫复数a+bi除以复数c+di的商。
运算方法：可以把除法换算成乘法做，在分子分母同时乘上分母的共轭.。
所谓共轭你可以理解为加减号的变换，互为共轭的两个复数相乘是个实常数。
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z1 z2
z1 z2
;
(5)zz;
(6 )zz R e (z )2 I m (z )2 |z|2 ;
恒为正整数或0,它的非负平方根称为z的模或绝对值
11
例 1 设 z13i , 求 R z )e I,m ( z )与 z( z. i 1i
解 z1 3i i 3i(1i) 3 1 i, i 1i ii (1i)1 (i) 2 2
18
19
20世纪
•16世纪，解代数方程时引入复数(笛卡尔，韦塞尔，阿尔冈) •17世纪，实变初等函数推广到复变数情形 •18世纪，逐步阐明复数的几何、物理意义。（达朗贝尔，欧拉）
流 体 力 学u (x ,y )+ iv (x ,y )
3
•19世纪，奠定理论基础。A.L.Cauchy、维尔斯特 拉斯分别用积分和级数研究复变函数，黎曼研究复 变函数的映射性质
§1-1 复数及其运算 §1-2 复平面上的点集 §1-3 复变函数及其极限和连续 §1-4 复球面与无穷远点
6
§1-1 复数及其运算
主要介绍关于复数的基本概念，包括复数的定 义、表示方法、运算法则、基本不等式的应用
7
一 复数的概念及表示法
i2 1
定 义 ： 形 如 z x y i 或 z x i y 的 数 称 为 复 数 .
则z 1 z 2 x 1 x 2 且 y 1 y 2
8
共轭复数 实部相同而虚部绝对值相等符号相反的两
个复数称为共轭复数, z的共轭复数记z. 为
即 z ： x i,y 则 若 z x i.y
x Rez zz , y Imz zz
2
2i
9
复数系关于加法,乘法,除法是自封闭的
两 个 复 数 z1 x1 i y1 , z 2 x 2 i y2的 四 则 运 算
1
“复变函数论”是研究自变量为复数的函数的基 本理论及应用的数学分支.
世界著名数学家 M.Kline指出：19世纪最独 特的创造是复变函数理论。象微积分的直接扩 展统治了18世纪那样，该数学分支几乎统治了 19世纪。它曾被称为这个世纪的数学享受，也 曾作为抽象科学中最和谐的理论。
2
历史背景
16 17
z1 z2 z2 z2
全体复数并引进上述运算后就称为复数域，
常用C表示。 推导运算（3）
10
复数运算的性质
( 1 )z 1 z 2 z 2 z 1 ;z1z2z2z1 ; (2)(z1z2)z3z1(z2z3)
z1(z2z3)(z1z2)z3
( 3 ) z 1 ( z 2 z 3 ) z 1 z 2 z 1 z 3 (4 )z1 z2 z1 z2; z1z2z1z2;
注意：复数与向量的一一对 应使复数的加减运算与向量 的加减运算保持一致
y
z z1 z2
o
x z2 x2 iy2
z1 x1iy1
17
共轭复数的几何性质
y
一对共轭复数z 和 z 在
复平面内的位置是关于 o
实轴对称的.
zxiy
x
zxiy
y
z2
z2
o
z1 z2 z1
z1
x
18
和与差的模的性质
因z1 为 z2表z 示 1和 z2之 点间 ,故 的距
y
z x iy
y
(x, y)
o
x
x
复z数 xiy可以用平 (x,y)面 表(如 上 示.图 的 这种用来表面 示叫 复复 数 . 通 平 的常 面 平把
轴叫实x轴 轴 , 纵 或轴叫虚 y轴 .轴或
15
（3）复数的向量表示法 复数 zxiy也可用复平面O 上P表 的示 向量
向量具有两个性 重： 要长 的度 属、 . 方向
给定复数z=x+iy，则确定了实部x和虚 部y；反过来，给定实部x和虚部y,则完全确定 了复数z,这样，复数z与一对有序实数（x,y) 构成了一一对应关系。
因此 xi， y 与x,（ y)不加 . 区别
14
（2）复数的平面表示法 我们知(x道 , y)， 可以用平面直中 角平 坐面 标
上的点(表 如示 图）
（1）两个复数的和与差
z 1 z 2 ( x 1 x 2 ) i ( y 1 y 2 )
（2）两个复数的积
z 1 z 2 ( x 1 x 2 y 1 y 2 ) i ( x 2 y 1 x 1 y 2 )
特 别zzx2y2
（3）两个复数的商
z z1 2x1 x x 22 2 y y1 22 y2ixx 2y 22 1 x y1 22 y2
Байду номын сангаас该向量的长 z的 度模 称或 为绝 , 对值
记z为 rx2y2.
y
显然成立：
y
r
z Rez z, z Imz z,
z x y.
o y
Pz x iy
x
x
z z1 z2
注意：复数与向量的一一对 应使复数的加减运算与向量
o
x z2 x2 iy2
z1 x1iy1
的加减运算保持一致
16
（3）复数的向量表示法 复数 zxiy也可用复平面O 上P表 的示 向量
Rze)(3, Im z)(1,
2
2
zz Rz)e 2 ( Im z)2(32 12 5 .
2 2 2
12
解: n=0, 原式=2 n=1,原式=2 n=2,原式=2i-2i=0 n=3,原式=-4 ……….
复数的幂的计算--三角形式\指数形式
13
二、 复数的表示方法
（1）定义表示形式 用 x iy 表示 z,即 复 zx i数 .y
y
z1-z2 z1 z2 .(1)
z1z2 z1 z2 ;
z2
z2
z1 z2 z1
z1
o
x
19
复数辐角的定义 当z0时，则把正实 OP 的 轴夹 与角 向称 量为
z的辐 (a角 rugme),记 nt 作Azrg.
注意 1 任 何 一 个 复 数 z 0有 无 穷 多 个 辐 角,
其中 x,y为实数，z分 的别 实称 部,为 和虚
记 x 作 R z )e ,y (Im z ). ( 当 x0, y0时 ,ziy 称为;纯虚数
当y0时 , zx0i,我们把它x看 . 作 复数相等
两个复数相等当且仅当它们的实部和虚部
分别相等（求解复方程的基础）
z1 x1 y1i，z2x2y2i
单值函数 复变函数论 多值函数
几何理论
•20世纪，发展为数学分支,在解析性质、映射性质、 多值性质、随机性质、函数空间及多复变函数等方 面有重要成果。
4
空气动 力学
流体 力学
复变函数论
电学
热学
•复变函数论在空气动力学、流体力学、电学、热学、 理论物理等领域有重要应用（“*”内容）。
5
第一章 复数与复变函数