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复数辐角


ComplexArgReImAbs
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实部
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一个复数 z 可以表示为

 z=x+iy=|z|e^(itheta),
(1)

其中 |z| 是一个正实数,称为 z复数模量,而 theta (有时也表示为 phi) 是一个实数,称为辐角。辐角有时也称为相位,或者更少见且更令人困惑地称为幅度 (Derbyshire 2004, pp. 180-181 and 376)。

数字 z 的复数辐角在 Wolfram 语言中实现为Arg[z].

复数辐角可以计算为

 arg(x+iy)=tan^(-1)(y/x).
(2)

这里,theta,有时也表示为 phi,对应于从 实轴逆时针方向的角度,即 theta 的值,使得 x=costhetay=sintheta。此处使用的特殊类型的反正切考虑了 z 所在的象限,并由FORTRAN命令ATAN2(y, x)Wolfram 语言函数返回ArcTan[x, y],并且通常(包括通过 Wolfram 语言 函数Arg)限制在范围 -pi<theta<=pi 内。在 x=0 的退化情况下,

 theta={-1/2pi   if y<0; undefined   if y=0; 1/2pi   if y>0.
(3)

复数辐角的特殊值包括

arg(1)=0
(4)
arg(1+i)=1/4pi
(5)
arg(i)=1/2pi
(6)
arg(-1)=pi
(7)
arg(-i)=-1/2pi.
(8)

根据辐角的定义,两个数字乘积的复数辐角等于它们辐角的和,

arg(zw)=arg(|z|e^(itheta_z)|w|e^(itheta_w))
(9)
=arg(e^(itheta_z)e^(itheta_w))
(10)
=arg[e^(i(theta_z+theta_w))]
(11)
=arg(z)+arg(w).
(12)

因此得出

 arg(z_1z_2...z_n)=arg(z_1)+arg(z_2)+...+arg(z_n),
(13)

给出特殊情况

 arg(z^n)=narg(z).
(14)

请注意,如果辐角被限制在 theta in (-pi,pi],则所有这些恒等式仅在模 2pi 的因子下成立。


另请参阅

词缀, 辐角, 复数模量, 复数, 棣莫弗恒等式, 欧拉公式, 虚部, 反正切, 相位, 相量, 实部

相关 Wolfram 网站

http://functions.wolfram.com/ComplexComponents/Arg/

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参考文献

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, p. 16, 1972.Derbyshire, J. Prime Obsession: Bernhard Riemann and the Greatest Unsolved Problem in Mathematics. New York: Penguin, 2004.Krantz, S. G. "The Argument of a Complex Number." §1.2.6 n Handbook of Complex Variables. Boston, MA: Birkhäuser, p. 11, 1999.Silverman, R. A. Introductory Complex Analysis. New York: Dover, 1984.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

复数辐角

引用为

Weisstein, Eric W. "复数辐角。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/ComplexArgument.html

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