复数在大学数学中是一个基础且重要的概念,其运算体系包括加法、减法、乘法和除法。以下是复数的基本运算公式:
加法
设复数 ( z_1 = a + bi ) 和 ( z_2 = c + di ),则它们的和为:
[ z_1 + z_2 = (a + c) + (b + d)i ]
减法
设复数 ( z_1 = a + bi ) 和 ( z_2 = c + di ),则它们的差为:
[ z_1 - z_2 = (a - c) + (b - d)i ]
乘法
设复数 ( z_1 = a + bi ) 和 ( z_2 = c + di ),则它们的积为:
[ z_1 times z_2 = (ac - bd) + (ad + bc)i ]
除法
设复数 ( z_1 = a + bi ) 和 ( z_2 = c + di ),则它们的商可以通过乘以 ( z_2 ) 的共轭复数来计算:
[ frac{z_1}{z_2} = frac{a + bi}{c + di} times frac{c - di}{c - di} = frac{(ac + bd) + (bc - ad)i}{c^2 + d^2} ]
共轭复数
设复数 ( z = a + bi ),则它的共轭复数为:
[ overline{z} = a - bi ]
复数的模
设复数 ( z = a + bi ),则它的模(绝对值)为:
[ |z| = sqrt{a^2 + b^2} ]
复数的几何意义
复数可以在复平面上表示,其中实部为横坐标,虚部为纵坐标。
以上公式是复数运算的基础,掌握这些公式对于理解复数在物理学、工程学、计算机科学等领域的应用至关重要。