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数学计算器

复数四则运算 · 模/辐角/共轭

答案速览

复数加减乘除:(3+4i)×(1−2i) = 11−2i;除法乘共轭,模 |z|=√(a²+b²),辐角用 atan2(b,a)。

z₁ = a + bi

+i

z₂ = c + di

+i

z₁ × z₂ =

11 − 2i

|z| = 11.180 · arg(z) = -10.3°

模 |z|11.180
辐角-10.3°
共轭11 + 2i
极形式11.18∠-10.3°

计算过程

  1. 1z₁ = 3 + 4i,z₂ = 1 − 2i
  2. 2(3×1 − 4×-2) + (3×-2 + 4×1)i = 11 − 2i(i² = −1)
  3. 3|z| = √(re² + im²) = 11.180;arg(z) = atan2(im, re) = -10.30°

复平面图示

ReImz₁z₂z

z₁(蓝)、z₂(绿)、结果 z(橙)。|z| 是到原点的距离,arg(z) 是与实轴的夹角。

运算规则对照

运算规则几何意义
加法(a+c) + (b+d)i向量平移相加
减法(a−c) + (b−d)i向量相减
乘法(ac−bd) + (ad+bc)i模相乘、辐角相加
除法(z₁·z̄₂)/|z₂|²模相除、辐角相减
乘以 i 相当于把点逆时针旋转 90°——所以 i×i = −1(转两次 90° = 180°)。共轭相乘 z·z̄ = |z|² 必为非负实数,这就是除法能"实数化分母"的原理。

💡 i² = −1。乘法:把 i 当变量展开,再把 i² 换成 −1。除法:分子分母同乘共轭 (c − di),分母变成实数 |z₂|²。极形式 re^(iθ) 让乘方极简:zⁿ = rⁿ∠nθ(棣莫弗定理)。

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怎么用

  1. 分别输入两个复数 z₁ = a+bi 与 z₂ = c+di 的实部、虚部。
  2. 选择运算:加、减、乘、除,结果实时给出代数式。
  3. 查看模与辐角:自动附带 |z|、arg(z)(度)与共轭。
  4. 常见用途:电路相量、信号处理、二次方程虚根的化简。

核心要点

  • 乘法展开别漏项:(a+bi)(c+di) = (ac−bd) + (ad+bc)i,虚部是交叉两项之和。
  • 除法用共轭:分子分母同乘 c−di,分母变成实数 c²+d²。
  • i² = −1 是唯一规则:所有化简最终归到 a+bi 标准形。
  • 辐角用 atan2:能区分四个象限,直接 arctan(b/a) 会丢象限信息。

原理与公式

复数四则运算(z₁ = a+bi,z₂ = c+di)

加减:(a±c) + (b±d)i
乘法:(ac − bd) + (ad + bc)i
除法:z₁/z₂ = z₁·z̄₂ ÷ |z₂|²(乘以共轭)
模:|z| = √(a²+b²);辐角:arg(z) = atan2(b, a)

示例:(3+4i)×(1−2i) = 11−2i,|3+4i| = 5(3-4-5 直角三角形)。

常见问题

为什么除法要乘共轭?
乘共轭后分母变为 |z₂|² = c²+d²(实数),虚部消掉,才能写成标准 a+bi 形式。
模和辐角是什么几何意义?
把复数看成平面上的向量:模是长度,辐角是与正实轴的夹角——极坐标写法 r∠θ。
x² = −4 的根是什么?
x = ±2i。判别式为负的一元二次方程,根是共轭复数对,可用本工具验证乘积。
复数能比大小吗?
不能。复数无全序关系,只能比较模的大小。

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来源与更新

运算规则遵循复数代数的标准定义;辐角采用 atan2 实现,覆盖四个象限。

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