Mathématiques hyperconcises D5 : Nombres complexes

Jan 30 2023
Les coordonnées polaires (r, θ) = (magnitude, angle antihoraire avec cartésien (1, 0)) peuvent être utilisées pour suivre les angles entre plusieurs vecteurs en deux dimensions. Ils sont liés aux coordonnées cartésiennes (x, y) par les équations x = r⦁cos(θ) et y = r⦁sin(θ) ((−r, θ) fait référence au point (r, θ + τ/2 ), et si k est un entier quelconque, (r, θ + k⦁τ) fait référence au point (r, θ)).

Les coordonnées polaires (r, θ) = (magnitude, angle antihoraire avec cartésien (1, 0)) peuvent être utilisées pour suivre les angles entre plusieurs vecteurs en deux dimensions. Ils sont liés aux coordonnées cartésiennes (x, y) par les équations x = r⦁cos(θ) et y = r⦁sin(θ) ((−r, θ) fait référence au point (r, θ + τ/2 ), et si k est un entier quelconque, (r, θ + k⦁τ) fait référence au point (r, θ)). Résolution pour r et θ, r² = x² + y² et

Par exemple,

Tous les graphiques ici ont été réalisés avec Geogebra (légèrement modifié), sous CC BY-SA 3.0

Multiplier un nombre (vecteur à 1 dimension) par −1 le fait tourner de τ/2 radians autour de 0 (dans un espace à 1 dimension). On peut définir un nouveau type de nombre (i) tel que multiplier un nombre par i le fait tourner de τ/4 radians autour de 0 (dans le plan complexe) ; tout nombre sous la forme x + i⦁y, où x et y sont des nombres réels (tout nombre qui peut être défini comme la limite d'une expression décimale) et i² = −1 est connu comme un nombre complexe. Le plan complexe est l'espace à 2 dimensions qui contient tous les nombres complexes.

Si z est un nombre complexe (e est une constante définie avec le calcul),

Cette propriété peut être prouvée avec la série de Taylor

Par exemple,

J'utilise arctan(z) pour représenter un inverse général de la tangente ici.

Lorsque vous utilisez les propriétés des « fonctions » inverses avec des nombres complexes, vous ne pouvez plus ignorer les autres branches :

Les propriétés ne sont garanties de fonctionner que pour un ensemble de valeurs k.

Théorème fondamental de l'algèbre : si chaque aₖ et bₖ est un nombre complexe qui ne dépend pas de z (certains peuvent être égaux), alors