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复数除法运算法则速记

更新时间:发布时间: 作者:墨策说史

复数除法运算法则速记】在数学中,复数的运算包括加法、减法、乘法和除法。其中,复数的除法相对较为复杂,因为它涉及到分母为复数的情况。为了更高效地掌握复数除法的运算方法,以下是对复数除法运算法则的总结与速记方式。

一、复数除法的基本概念

复数的一般形式为:

$$ z = a + bi $$

其中,$ a $ 和 $ b $ 是实数,$ i $ 是虚数单位,满足 $ i^2 = -1 $。

当两个复数相除时,即:

$$

\frac{a + bi}{c + di}

$$

由于分母中含有虚数部分,直接进行除法运算会比较困难。因此,通常采用有理化的方法,将分母中的虚数部分去掉。

二、复数除法的运算法则

1. 有理化分母

将分子和分母同时乘以分母的共轭复数,使得分母变为实数。

共轭复数定义为:

$$

\overline{c + di} = c - di

$$

因此,运算步骤如下:

$$

\frac{a + bi}{c + di} = \frac{(a + bi)(c - di)}{(c + di)(c - di)}

$$

2. 计算分母

$$

(c + di)(c - di) = c^2 - (di)^2 = c^2 + d^2

$$

3. 计算分子

展开分子部分:

$$

(a + bi)(c - di) = ac - adi + bci - bdi^2

$$

因为 $ i^2 = -1 $,所以:

$$

= ac - adi + bci + bd

$$

合并同类项:

$$

= (ac + bd) + (bc - ad)i

$$

4. 最终结果

$$

\frac{a + bi}{c + di} = \frac{ac + bd}{c^2 + d^2} + \frac{bc - ad}{c^2 + d^2}i

$$

三、速记口诀(方便记忆)

步骤 操作 口诀
1 分子分母同乘共轭复数 “乘共轭,去虚数”
2 分母变为实数 “分母实,好计算”
3 展开分子并整理 “分子展开,实部虚部分开”
4 合并同类项 “实虚分列,结果清晰”

四、示例演示

假设:

$$

\frac{2 + 3i}{1 + i}

$$

1. 乘以共轭复数 $ 1 - i $:

$$

\frac{(2 + 3i)(1 - i)}{(1 + i)(1 - i)}

$$

2. 计算分母:

$$

(1 + i)(1 - i) = 1^2 + 1^2 = 2

$$

3. 计算分子:

$$

(2 + 3i)(1 - i) = 2(1) - 2i + 3i(1) - 3i^2 = 2 - 2i + 3i + 3 = 5 + i

$$

4. 结果:

$$

\frac{5 + i}{2} = \frac{5}{2} + \frac{1}{2}i

$$

五、表格总结

步骤 公式 说明
1 $\frac{a + bi}{c + di}$ 复数除法原始表达式
2 $\frac{(a + bi)(c - di)}{(c + di)(c - di)}$ 分子分母同乘共轭复数
3 $\frac{ac + bd + (bc - ad)i}{c^2 + d^2}$ 展开后整理结果
4 $\frac{ac + bd}{c^2 + d^2} + \frac{bc - ad}{c^2 + d^2}i$ 最终结果表示为实部与虚部

通过以上总结与表格展示,可以快速掌握复数除法的运算规则,并在实际应用中提高运算效率。

以上就是【复数除法运算法则速记】相关内容,希望对您有所帮助。

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