Matemática hiperconcisa D5: números complexos

Jan 30 2023
Coordenadas polares (r, θ) = (magnitude, ângulo anti-horário com cartesiano (1, 0)) podem ser usadas para acompanhar os ângulos entre vários vetores em duas dimensões. Eles estão relacionados às coordenadas cartesianas (x, y) através das equações x = r⦁cos(θ) e y = r⦁sin(θ) ((−r, θ) refere-se ao ponto (r, θ + τ/2 ), e se k for qualquer número inteiro, (r, θ + k⦁τ) refere-se ao ponto (r, θ)).

Coordenadas polares (r, θ) = (magnitude, ângulo anti-horário com cartesiano (1, 0)) podem ser usadas para acompanhar os ângulos entre vários vetores em duas dimensões. Eles estão relacionados às coordenadas cartesianas (x, y) através das equações x = r⦁cos(θ) e y = r⦁sin(θ) ((−r, θ) refere-se ao ponto (r, θ + τ/2 ), e se k for qualquer número inteiro, (r, θ + k⦁τ) refere-se ao ponto (r, θ)). Resolvendo para r e θ, r² = x² + y² e

Por exemplo,

Todos os gráficos aqui foram feitos usando Geogebra (ligeiramente modificado), sob CC BY-SA 3.0

Multiplicar um número (vetor 1 dimensional) por −1 faz com que ele gire τ/2 radianos em torno de 0 (no espaço 1 dimensional). Pode-se definir um novo tipo de número (i) tal que a multiplicação de um número por i faz com que ele gire τ/4 radianos em torno de 0 (no plano complexo); qualquer número na forma x + i⦁y, onde x e y são números reais (qualquer número que possa ser definido como o limite de uma expressão decimal) e i² = −1 é conhecido como um número complexo. O plano complexo é o espaço bidimensional que contém todos os números complexos.

Se z for qualquer número complexo (e é uma constante definida com cálculo),

Esta propriedade pode ser provada com a série de Taylor

Por exemplo,

Estou usando arctan(z) para representar um inverso geral da tangente aqui.

Ao usar as propriedades de “funções” inversas com números complexos, você não pode mais ignorar os outros ramos:

As propriedades funcionam apenas para um conjunto de valores k.

Teorema fundamental da álgebra: Se cada aₖ e bₖ é um número complexo que não depende de z (alguns podem ser iguais), então