棣莫弗定理怎樣對複數開平方,什麼叫棣莫弗公式?

時間 2021-12-24 01:05:30

1樓:匿名使用者

棣莫弗定理

設兩個複數(用三角形式表示)z1=r1(cosθ1+isinθ1)

,z2=r2(cosθ2+isinθ2),則:

z1z2=r1r2【cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)】.

證:先講一下複數的三角形式的概念.在複數平面上,可以用向量z(a,b)來表示z=a+ib.

於是,該向量可以分成兩個在實軸,虛軸上的分向量.如果向量z與實軸的夾角為θ,這兩個分向量的模分別等於rcosθ,risinθ(r=√a^2+b^2).所以,複數z可以表示為z=r(cosθ+isinθ).

這裡θ稱為複數z的輻角.

因為z1=r1(cosθ1+isinθ1)

,z2=r2(cosθ2+isinθ2),所以

z1z2=r1r2(cosθ1+isinθ1)(cosθ2+isinθ2)

=r1r2(cosθ1cosθ2+icosθ1sinθ2+isinθ1cosθ2-sinθ1sinθ2)

=r1r2【(cosθ1cosθ2-sinθ1sinθ2)+i(cosθ1sinθ2+sinθ1cosθ2)】

=r1r2【cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)】.

其實該定理可以推廣為一般形式:

棣莫弗定理 -

棣莫弗定理的推廣

設n個複數z1=r1(cosθ1+isinθ1)

,z2=r2(cosθ2+isinθ2),……,zn=rn(cosθn+isinθn),

則:z1z2……zn=r1r2……rn【cos(θ1+θ2+……+θn)+isin(θ1+θ2+……+θn)】.

證:用初等數學的知識已經不好來證明這個定理推廣,需要運用尤拉公式「e^iθ=cosθ+isinθ」(詳見我的詞條《泰勒公式》)給予證明.把所有的複數改寫成冪指數的形式,即:

z1=r1e^iθ1,z2=r2e^iθ2,……,zn=rne^iθn,

所以有:

z1z2……zn=r1r2……rne^i(θ1+θ2+……+θn).再把這個指數形式改寫成三角形式就可得到:

z1z2……zn=r1r2……rn【cos(θ1+θ2+……+θn)+isin(θ1+θ2+……+θn)】.

2樓:今晚打小鼠

你好、反過來能使用「棣美弗公式」(cosθ+isinθ)^n=cos(nθ)+isin(nθ)。

將複數開平方推向更一般的n方根,不用解二元n次方程,直接寫出開方公式.

設複數z的模為r,輻角為θ,即z=r(cosθ+isinθ),則z的n次方根為:

z^(1/n)

=[r^(1/n)],

k=0,1,2,3,……,n-1.

什麼叫棣莫弗公式?

3樓:手牽手的幸福

設兩個複數(用三角形式表示)z1=r1(cosθ1+isinθ1),z2=r2(cosθ2+isinθ2),則:z1z2=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)]。

證:先講一下複數的三角形式的概念。在復平面c上,用向量z(a,b)來表示z=a+bi。

於是,該向量可以分成兩個在實軸,虛軸上的分向量.如果向量z與實軸的夾角為θ,這兩個分向量的模分別等於rcosθ,rsinθ(r=√a^2+b^2)。所以,複數z可以表示為z=r(cosθ+isinθ)。

這裡θ稱為複數z的輻角。

因為z1=r1(cosθ1+isinθ1),z2=r2(cosθ2+isinθ2),所以

z1z2=r1r2(cosθ1+isinθ1)(cosθ2+isinθ2)

=r1r2(cosθ1cosθ2+icosθ1sinθ2+isinθ1cosθ2-sinθ1sinθ2)

=r1r2[(cosθ1cosθ2-sinθ1sinθ2)+i(cosθ1sinθ2+sinθ1cosθ2)]

=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)]

其實該定理可以推廣為一般形式。

證:用數學歸納法即可,歸納基礎就是兩個複數相乘的棣莫弗定理。

如果把棣莫弗定理和尤拉(euler)公式"e^iθ=cosθ+isinθ"(參見《泰勒公式》,嚴格的證明需要復分析)放在一起看,則可以用來理解尤拉公式的意義。

4樓:匿名使用者

複數乘方用三角表示式來解比較簡便.

複數r(cosθ+isinθ)的n次方是:

z^n=[r(cosθ+isinθ)]^n=r^n(cosnθ+isinnθ)

n∈n.

複數開方也用三角表示式來解比較簡便.

複數r(cosθ+isinθ)的n次方根是:

(n次根號r){cos[(θ+2kπ)/n]+isin[(θ+2kπ)/n]

(k=0,1,2,......). n∈n.

這兩條公式叫做棣莫弗公式

棣莫弗公式證明:

先引入尤拉公式:e^ix = cosx + isinx

將e^t,sint , cost 分別為泰勒級數:

e^t = 1 + t + t^2/2! + t^3/3! + …… + t^n/n!+ ……

sint = t - t^3/3!+t^5/5!-t^7/7!+……-……

cost = 1 - t^2/2!+t^4/4!-t^6/6!+……-……

將t = ix 代入以上三式 ,可得尤拉公式

應用尤拉公式,(cosx+isinx)^n = (e^ix)n

=e^inx

=cos(nx)+isin(nx)

5樓:橫槊當歌

複數相乘,模長相乘,輻角相加。

關於棣莫弗定理

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