Тригонометрическая и показательная форма записи комплексных чисел

Обозначим через и полярные координаты точки , считая начало координат полюсом, а положительное направление оси – полярной осью. Тогда

(рис. 1) можно записать

и

или

(1.2)

Выражение, стоящее справа в формуле (1.2), называется тригонометрической формой записи комплексного числа; называется модулем комплексного числа, а – его аргументом; они обозначаются следующим образом:

,

при этом , .

Аргумент комплексного числа считается положительным, если он отсчитывается от положительного направления оси против часовой стрелки, и отрицательным, если он отсчитывается по часовой стрелке. Аргумент комплексного числа определяется не однозначно, а с точностью до слагаемого , где - любое целое число. Обычно используется главное значение аргумента , определяемое дополнительными условиями или . В дальнейшем, для определенности, будем считать, что . Если воспользоваться формулой Эйлера

,

то из тригонометрической формы (1.2) записи комплексного числа получаем показательную форму записи комплексного числа

Тригонометрическая и показательная формы записи комплексного числа особенно удобны при умножении, делении, возведении в степень комплексных чисел и извлечении корня из комплексного числа.

Пусть ,

.

Тогда

,

.

► Найти действительную и мнимую части комплексного числа

.

Ответ: .

Возведение в степень комплексного числа и извлечение корня из него производится по формуле Муавра:

(1.3)

Замечание. При переходе от алгебраической формы записи комплексного числа к тригонометрической удобно пользоваться следующим правилом: обозначим ; тогда , если комплексное число находится в первой четверти; для комплексного числа , находящегося во второй четверти; для комплексных чисел, находящихся в третьей и четвертой четвертях, соответственно и (рис. 2).

           
   
     
 
 
 


Рис. 1.2.

► Изобразите графически комплексные числа и вычислите их модули и аргументы.

Пример 1.2. Дано: . Найти:

.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: