章节大纲

  • can be graphed on a polar graph just like real numbers can. You will discover during this lesson that there are actually a few different ways of doing this.
    ::可以在极地图上像真实数字一样图形化。 您将会在这个课程中发现, 实际上有几种不同的方法来做这个操作 。

    Polar Form of Complex Numbers
    ::复数极表

    You have learned that rectangular graphs can be put into polar form , and that points in rectangular coordinates can be plotted in the polar coordinate system. In this section you will learn how to do the same process with complex numbers.
    ::您已经学会了, 矩形图形可以以极形形式出现, 矩形坐标上的点可以在极地坐标系统中绘制。 在本节中, 您将学习如何使用复杂数字进行相同的进程 。

    There are three common forms of complex numbers that you will see when graphing:
    ::有三种常见的复杂数字形式,您在图形化时可以看到:

    1. In the standard form of: z = a + bi , a complex number z can be graphed using rectangular coordinates ( a , b ). ‘a’ represents the x - coordinate, while ‘b’ represents the y - coordinate.
      ::标准格式为:z = a + bi, 复数 z 可使用矩形坐标(a, b) 绘制图表。 " a " 表示 x - 坐标,而 " b " 表示 y - 坐标。
    2. The polar form: ( r , θ ) which we explored in a previous lesson, can also be used to graph a complex number. Recall that you can use x and y to convert between rectangular and polar forms with: r = x 2 + y 2 and tan   θ r e f = | y x | . Unfortunately, there is a problem with using a conversion from rectangular form to polar form like:
      ::极形 : (r, ) , 我们在前一课中探讨过, 也可以用来绘制一个复数 。 回顾您可以使用 x 和 y 在矩形和极形之间转换 : r=x2+y2 和 tan refyx 。 不幸的是, 使用矩形转换为极形有问题, 比如 :

    a + b i ( r , θ )
    ::a+bi___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

    or
    ::或

    1 i 3 ( 2 , 4 π 3 )
    ::-1-i3_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

    The problem is that we have lost the i . So, in order to “keep track” of the imaginary part, we can use another form.
    ::问题是,我们失去了i。所以,为了“追踪”假想的部分,我们可以使用另一种形式。

    1. The third form is trigonometric form . It is often abbreviated as rcisθ , short for: z = r ( c osθ + is inθ), and will be used quite often as you progress. This form comes from the substitutions: x = r θ and y = r θ .
      ::第三种形式是三角形。通常缩写为 rcis : rcis : z = r( cos + isin) , 并且随着您的进展, 将经常使用。 此形式来自替换 : x = r r = y = r = r 。

    Using this fact, and sample values of 2 for r and π 3 for θ , we can write
    ::使用这个事实, r 的样本值为 2 , r 的样本值为 #% 3 , 我们可以写入

    z = 1 i 3 = 2   cos   4 π 3 + 2   i   sin   4 π 3
    ::1 - i3=2 cs 43+2 I sin 43

    Finally, factoring the 2, we get: z = 2 ( cos   4 π 3 + i   sin   4 π 3 )
    ::最后,考虑到2,我们得到:z=2(2cs 43+i sin 43)

    Summary of Forms
    ::形式摘要

    The complex number: z = 1 3 i , the rectangular point ( 1 , 3 ) , the polar point: ( 2 , 4 π 3 ) , and 2 ( cos   4 π 3 + i   sin   4 π 3 ) or 2   cis   ( 4 π 3 ) all represent the same number.
    ::复数 : z1-3i, 矩形点 (-1-3), 极点 (2,43), 和 2( cos 43+i sin 43) 或 2 cis (43) , 均为相同数字 。

    Steps for Conversion
    ::转换步骤

    To convert from polar to rectangular form, the distance that the point (2, 2) is from the origin can be found by
    ::要从极向矩形转换成矩形,点(2,2)与源的距离可以由下列方式找到:

    d = x 2 + y 2 or 2 2 + 2 2   d = 8 or 2 2
    ::d=x2+y2 或 22+22 d=8 或 22

    The reference angle (i.e. the corresponding angle in the first quadrant) that the line segment between the point and the origin can be found by
    ::点与源之间线段的参考角度(即第一个象度中相应的角),可按下列方式查找:

    tan   θ r e f = | y x |
    ::现 现 年 日 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年

    for z = 2 + 2 i ,
    ::z = 2 + 2i,

    tan   θ r e f = 2 2
    ::皮肤 $2$22 $2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$2$s

    tan   θ r e f = 1.
    ::棕色 ref= 1 。

    Since this point is in the first quadrant (both the x and y coordinate are positive) the angle must be 45 o or π 4 radians.
    ::由于此点位于第一个象限( x 和 y 坐标均为正) , 角度必须是 45 o 或 4 弧度 。

    It is also possible that when θ = 1 the angle can be in the third quadrant or 5 π 4 radians. But this angle will not satisfy the conditions of the problem, since a third quadrant angle must have both x and y as negatives.
    ::当 = = = 1 时, 角度也可以在第三个象限或 5 4 弧度中。 但是, 这个角度无法满足问题的条件, 因为第三个象限角度必须同时有 x 和 y 的负值 。

    Note: When using tan   θ = y x , you should first consider, the quotient | y x | and find the first quadrant angle that satisfies this condition. This angle will be called the reference angle, denoted θ r e f . Find the actual angle by analyzing which quadrant the angle must be given the x and y signs.
    ::注意 : 当使用 tan yx 时, 您应该首先考虑, 商数 , 并找到第一个满足此条件的象方角。 这个角度将被称为引用角 , 表示 ref 。 通过分析 x 和 y 符号必须给该角度的方位数来查找实际角度 。

    The complex number 2 + 2 i or (2, 2) in rectangular form has ( 2 2 , π 4 )
    ::2+2i或(2,2,2)的矩形复合体有(22,%4)

    Examples
    ::实例

    Example 1
    ::例1

    Graph in polar form: z = 1 i 3 .
    ::极形图:z1-i3。

    Here is what it looks like in the rectangular coordinate system:
    ::以下是矩形坐标系统中它的样子:

    In polar form, we find r with
    ::以极地的形式,我们发现R和R

    r = a 2 + b 2
    ::r=a2+b2

    = ( 1 ) 2 + ( 3 ) 2

    = 1 + 3

    = 4

    = 2

    and to find θ ,
    ::以发现,

    tan   θ r e f = | 3 1 |
    ::-1 -1 -1

    tan   θ r e f = 3
    ::棕色 & erref= 3

    θ r e f = tan 1   3
    ::ref=tan-1 3

    θ r e f = π 3
    ::瑞夫3号

    Since this angle is in the 4 th quadrant, θ = 4 π 3 .
    ::由于这个角度位于第四象限 43

    Example 2
    ::例2

    Find the polar coordinates that represent the complex number z = 3 3 3 i .
    ::查找代表复数z=3-333i的极坐标。

    a = 3 and b = 3 3 : the rectangular coordinates of the point are ( 3 , 3 3 ) .
    ::a = 3和b =-33:点的矩形坐标为(3,-33)。

    Now, draw a right triangle in standard form. Find the distance the point is from the origin and the angle the line segment that represents this distance makes with the +x axis:
    ::现在, 以标准格式绘制一个右三角形。 查找点与 +x 轴代表此距离的线段的起点和角之间的距离 :

    We know a = 3, b = 3 3
    ::我们知道a=3,b33

    r = 3 2 + ( 3 3 ) 2
    ::r=32+(-33)2

    = 9 + 27

    = 36

    = 6

    And for the angle,
    ::对于角度,

    tan   θ r e f = | ( 3 3 ) 3 |
    :伤心- 333)3

    tan   θ r e f = 3
    ::棕色 & erref= 3

    θ r e f = π 3
    ::瑞夫3号

    But, since it is a 4 th quadrant angle
    ::但是,既然是第四象限角度

    θ = 5 π 3

    The rectangular point ( 3 , 3 3 i ) is equivalent to the polar point ( 6 , 5 π 3 ) .
    ::矩形点(3,-33i)相当于极点(6,53)。

    In rcisθ form, ( 3 , 3 3 i ) is 6 ( cos   5 π 3 + i   sin   5 π 3 ) .
    ::在cis形式中,(3,-33i)为6(53+i sin 53)。

    Example 3
    ::例3

    Convert the following complex numbers into polar form, use a TI-84 equivalent graphing calculator:
    ::将下列复杂数字转换成极形,使用TI-84等量图形计算计算器:

    1. 3 i
      ::3- i 3- i
    2. 9 3 + 9 i
      ::93+9i

    On the TI-84: go to [ANGLE] (or [2nd] function) [APPS] . Scroll down to 5 or “R-Pr(“ and press [Enter] . Next, enter the rectangular coordinates and close the parenthesis. Press [Enter] , the “r” value appears. Scroll down to 6R-Pθ, and the polar angle appears in decimal radian form.
    ::在 TI-84 上: 转到 [ANGLE] (或 [第 2 函数) [APPS] 。 向下滚动到 5 或“ R- Pr () ” 或“ 按 [ Enter] 。 下一步, 输入矩形坐标并关闭括号 。 按 [ Enter] , “ r” 值将出现。 向下滚动到 6R- P , 极角以小数弧形式出现 。

    Note: Also under the [ANGLE] menu, commands 7 and 8 allow transformation from polar form to rectangular form.
    ::注:在[ANGLE]菜单下,指令7和8允许从极形转换成矩形。

    Example 4
    ::例4

    Plot the complex number z = 12 + 9 i .
    ::绘制复合号z=12+9i。

    1. What is needed in order to plot this point on the polar plane?
      ::在极地平面上划出这一点需要什么?

    First, we will need to know r and θ .
    ::首先,我们需要知道。

    1. How could the r-value be determined?
      ::如何确定r-价值?

    The r value is the hypotenuse of a triangle with two other sides,  A = 12 and B = 9 . I t can be determined with the Pythagorean theorem:  A 2 + B 2 = C 2 .
    ::热值是三角形与另外两面(A=12和B=9)的光值。 可以用Pythagorean定理:A2+B2=C2来测定。

    1. What is the r for this point?
      ::这一点有什么用?

    The r value for this point is 144 + 81 225 = 15 .
    ::此点的值为 144+81_225=15。

    1. How could θ be determined?
      ::如何确定 ?

    θ can be calculated using either s i n θ = 9 15 or c o s θ = 12 15 .
    ::可以用 任何一种sin\\\\\915orcos\\\\\\\\\1215计算。

    1. What is θ for this point?
      ::这一点是什么?

    For this point, s i n θ = 3 5 37 o or c o s θ = 4 5 37 o .
    ::对于这一点,sin3537oorcos4537o。

    1. What would z = 12 + 9 i look like on the polar plane?
      ::在极地平面上Z=12+9i会是什么样子?

    z = 12 + 9 i looks like the image below when plotted on a polar plane.
    ::z=12+9i 绘制在极平面上时看起来像下面的图像 。

    Example 5
    ::例5

    What quadrant does z = 3 + 2 i occur in when graphed?
    ::当图表显示时, z3+2i 会出现什么象限 ?

    The point z = 3 + 2 i occurs 3 units to the left and 2 units up , placing it in Quadrant II.
    ::3+2occur 左侧3个单位, 左侧2个单位, 放置在 Quadrant II 中 。

    Example 6
    ::例6

    What are the coordinates of z = -3 + 2i in polar form and trigonometric form?
    ::Z = -3 + 2i 的极形和三角形坐标是多少?

    To identify the coordinates of z = 3 + 2 i in polar form and trigonometric form:
    ::确定 z3+2i 的极形和三角形坐标:

    r = ( 3 2 ) + ( 2 2 ) 13 First find r
    ::r=(-32)+(22)_13

    s i n θ = 2 13 33.7 o Second, find θ
    ::第二,找到

    [ 13 , 33.7 o ] are the coordinates in polar form.
    ::[13,33.7o]是极形坐标。

    r c i s 13 ( π 5 ) are the coordinates in r c i s form
    ::rcis13(______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

    Example 7
    ::例7

    What would be the polar coordinates of the point graphed below?
    ::下图显示的点的极地坐标是多少?

    The rectangular coordinates are (4.5, 3i) therefore the complex number would be z = 4.5 + 3 i
    ::矩形坐标为(4.5, 3i),因此复合号为z=4.5+3i

    r = 5.4 Using the Pythagorean Theorem as in Q #3
    ::r=5.4 使用Q #3中的毕达哥里定理

    θ = 33.75 o Using s i n = o p p h y p as in Q #3
    ::33.75o 使用 sin=opopphyp如 Q # 3 中的 sin=opphyp 。

    [ 5.4 , 33.65 o ] is the point in polar form r c i s 5.4 ( π 5 ) are the coordinates in r c i s form
    ::[5.4,33.65o] 是极形的点 rcis5.4(5) 是以 rcis 格式的坐标 。

    Review
    ::回顾

    Plot each complex number in the complex plane. Find its polar form, [ r , θ ] and give the argument θ in degrees.
    ::在复杂的平面中绘制每个复数。 查找其极形 [r, }] 并以度表示参数 。

    1. a) 1 + i b) i c) ( 1 + i ) i
      :伤心a) 1+一(b)一(c)一(1+一)(一)一
    2. a) 2 b) 3 i c) ( 2 ) ( 3 i )
      :伤心a)-2(b)-3i(c)-2(3i)
    3. a) 1 + i b) 1 i c) ( 1 + i ) ( 1 i )
      :伤心a) 1+一(b) 1-一(c) 1+一(一) 1-一(一)
    4. a) 1 + i 3 b) 3 i c) ( 1 + i 3 ) ( 3 i )
      :伤心a) 1+i3(b) 3-i c(1+i3)(3-i)
    5. What are the rectangular coordinates for the point graphed below?
      ::下图点的矩形坐标是多少?

    Compute and convert to r c i s form.
    ::计算并转换为 rcis 窗体。

    1. 2 2 i 1 i
      ::--2-2-2-i-1-i
    2. 1 + i 6
      ::1+i6 1+i6
    3. 3 2 + 1 2 i 10
      ::32+12i10

    Change to polar form.
    ::改变为极形 。

    1. 3 2 i
      ::- 3-2i
    2. 2 3 2 i
      ::23-2i 23-2ii

    Change to rectangular form.
    ::更改为矩形。

    1. 15 ( c o s 120 o + i s i n 120 o )
      ::15(cos120o+isin120o)
    2. 12 ( c o s π 3 + i s i n π 3 )
      ::12(cos%3+isin%3) 3
    3. For the complex number in standard form x + i y find: a) Polar form b) Trigonometric form (Hint: Recall that x = r c o s θ and y = r s i n θ )
      ::标准表x+iy 查找的复数 : a) 极表 b) 三角度度表(提示: 提醒注意 x=rcos- 和 y=rsin )

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