☰ Содержание · Математика

Тригонометрическая форма комплексного числа

Уроки 39–40 · 2 урока · М. А. Мирзаахмедов, Ш. Н. Исмаилов, А. К. Аманов (алгебра и начала анализа), Б. К. Хайдаров (геометрия). Математика, 10 класс, части 1 и 2, 1-е издание. EXTREMUM PRESS, Ташкент, 2017
39

Комплексные числа вида r(cos φ + i sin φ) и re^(iφ)

Учебник, часть 2: с. 80
ЦельНаходить модуль и аргумент комплексного числа, записывать его в тригонометрической и показательной форме и переходить обратно к алгебраической форме.
Новые слова
модуль · modulаргумент · argumentтригонометрическая форма · trigonometrik shaklпоказательная форма · ko‘rsatkichli shakl
Объяснение

Число z = a + bi изображаем точкой (a; b) на плоскости. Расстояние от начала координат до этой точки, r = √(a² + b²), — модуль |z|, а угол φ от положительного направления оси Ox до этого вектора — аргумент; a = r cos φ, b = r sin φ. Аргумент берётся в пределах 0 ≤ φ < 2π и находится по четверти, в которой лежит точка: нельзя полагаться только на tg φ = b/a, так как он даёт неверные углы во II и III четвертях. z = r(cos φ + i sin φ) — тригонометрическая форма, а z = r · e^(iφ) — показательная форма (формула Эйлера e^(iφ) = cos φ + i sin φ). Например, i = cos π/2 + i sin π/2 = e^(iπ/2) и −1 = e^(iπ). Чтобы перейти от тригонометрической формы к алгебраической, вычисляем cos и sin и умножаем на r. Аргумент нуля не определён.

Примеры
z = 1 + i: r = √(1 + 1) = √2; cos φ = 1/√2, sin φ = 1/√2, точка лежит в I четверти, поэтому φ = π/4. z = √2(cos π/4 + i sin π/4) = √2 · e^(iπ/4).
z = −√3 + i: r = √(3 + 1) = 2; cos φ = −√3/2, sin φ = 1/2, II четверть, поэтому φ = 5π/6. z = 2(cos 5π/6 + i sin 5π/6).
Работа в классе

На миллиметровой бумаге приблизительно отметьте z = −√3 + i (√3 ≈ 1,7), измерьте транспортиром угол вектора OA и убедитесь, что он близок к 150°, то есть 5π/6 = 150°.

Упражнения
1
По какой формуле находится модуль числа z = a + bi?
2
Запишите z = 2(cos π/3 + i sin π/3) в алгебраической форме.
3
Найдите модуль числа z = 3 − 4i.
4
Почему аргумент числа z = −i равен 3π/2?