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複數輻角


ComplexArgReImAbs
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一個複數 z 可以表示為

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

其中 |z| 是一個正實數,稱為 z複數模量,而 theta (有時也表示為 phi) 是一個實數,稱為輻角。輻角有時也稱為相位,或者更少見且更令人困惑地稱為幅度 (Derbyshire 2004, pp. 180-181 and 376)。

數字 z 的複數輻角在 Wolfram 語言中實現為Arg[z].

複數輻角可以計算為

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

這裡,theta,有時也表示為 phi,對應於從 實軸逆時針方向的角度,即 theta 的值,使得 x=costhetay=sintheta。此處使用的特殊型別的反正切考慮了 z 所在的象限,並由FORTRAN命令ATAN2(y, x)Wolfram 語言函式返回ArcTan[x, y],並且通常(包括透過 Wolfram 語言 函式Arg)限制在範圍 -pi<theta<=pi 內。在 x=0 的退化情況下,

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

複數輻角的特殊值包括

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

根據輻角的定義,兩個數字乘積的複數輻角等於它們輻角的和,

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)

給出特殊情況

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

請注意,如果輻角被限制在 theta in (-pi,pi],則所有這些恆等式僅在模 2pi 的因子下成立。


另請參閱

詞綴, 輻角, 複數模量, 複數, 棣莫弗恆等式, 尤拉公式, 虛部, 反正切, 相位, 相量, 實部

相關 Wolfram 網站

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

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參考文獻

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 上被引用

複數輻角

引用為

Weisstein, Eric W. "複數輻角。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/ComplexArgument.html

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