第一章 复数及复平面

#Math #复变函数

1. 复数及其几何表示

复数是对实数数系的扩充,就像无理数是对有理数数系的扩充。

1.1 复数域

在讨论复数时,其通常假设复数 ,其中:

  • 是虚数单位,
  • 分别称为实部和虚部,记作 ,则此时
  • 为纯虚数
  • 为实数

复数相等:当且仅当两个复数的实部和虚部分别相等,则这两个复数相等。

基于上述假设,分别定义复数的加减乘除四个基本运算

  1. 加减法(实部虚部分别加减):
    Pasted image 20240415014205.png
  2. 乘法(乘出后再化简):
    Pasted image 20240415014144.png
  3. 除法(乘法的逆运算,分子分母同乘分母的共轭复数再化简):
    Pasted image 20240415014130.png

补充:
使用克莱姆法则求解复数除法:

  1. 假设欲求
  2. 转换形式,有:
  3. 等式两边实部虚部相等,故有:
  4. 使用克莱姆法则求上述线性方程组:
  5. 即可得上述除法规则。

对复数进行四则运算,其结果一定仍为复数

在后续章节中,复数的集合记作 ,LaTeX代码为 \mathbb{C} ;实数的集合记作 ,LaTeX代码为 \mathbb{R}

1.2 复平面