Page4-1章节4计算复数本章节显示了计算和复数函数应用的例子。Definitions复数z是写为z=x+iy的数字,其中x和y是实数,i是由i2=-1定义的虚数单位。复数x+iy具有实部x=Re(z)和虚部y=Im(z)。我们可以将复数视为x-y平面中的点P(x,y),其中x轴被称为实轴,y轴被称为虚轴。因此,以x+iy的形式表示的复数被称为其笛卡尔表示。另一种笛卡尔表示是有序对z=(x,y)。复数也可以用极坐标表示(极坐标表示)(polarrepresentation)asz=reiθ=r⋅cosθ+ir⋅sinθ,wherer=|z|=isthemagnitudeofthecomplexnumberz,andθ=Arg(z)=arctan(y/x)是复数z的参数。笛卡尔和复数的极坐标表示之间的关系由欧拉公式给出:eiθ=cosθ+isinθ。复数z=x+iy=reiθ的复共轭是⎯z=x–iy=re-iθ.i的复共轭可以被认为是关于实(x)轴的z的反射。类似地,z的负数,-z=-x-iy=-reiθ,可以被认为是关于原点的z的反射。将计算器设置为COMPLEX模式使用复数时,最好使用以下按键将计算器设置为复杂模式:H)@@CAS@˜˜™@@CHK@如果CASMODES屏幕显示选项_Complex,则选择COMPLEX模式,即22yx+Page4-2Press@@OK@@,twice,toreturntothestack.Enteringcomplexnumbers计算器中的复数可以输入两个笛卡尔表示中的任何一个,即x+iy或(x,y)。计算器中的结果将以有序对格式显示,即(x,y)。例如,在ALG模式下计算器,复数(3.5,-1.2)输入为:„Ü3.5‚í\1.2`也可以以x+iy的形式输入复数。例如,在ALG模式下,输入3.5-1.2i为:3.5-1.2*„¥`输入以下复数后,将显示以下屏幕:在RPN模式下,将使用以下按键输入这些数字:„Ü3.5‚í1.2\`(请注意,在输入数字1.2之后输入更改符号键击,顺序与ALG模式练习相反)。生成的RPN屏幕将是:Page4-3请注意,最后一个条目以x+iy的形式显示复数。这是因为数字是在单引号之间输入的,它代表一个代数表达式。要评估此数字,请使用EVAL键(μ).一旦评估了代数表达式,就可以恢复复数(3.5,1.2)。复数的极坐标表示上面显示的结果表示复数3.5-1.2i的笛卡尔(矩形)表示。如果我们使用函数CYLIN将坐标系更改为圆柱形或极坐标,则可以使用极坐标表示。您可以在目录(‚N).中找到此功能。更改为极坐标会在RPN模式下显示结果:对于此结果,它采用标准符号,角度测量设置为弧度(您可以使用函数RAD始终更改为弧度)。上面显示的结果表示幅度3.7和角度0.33029....角度符号(∠)显示在角度测量的前面。使用函数RECT返回笛卡尔坐标或直角坐标‚N极地中的复数表示形式为z=reiθ。您可以使用形式(r,∠θ)的有序对将此复数输入计算器。角度符号(∠)可以输入为~‚6.例如,复数z=5.2e1.5i,可以如下输入(图中显示堆栈,在输入数字之前和之后):因为坐标系设置为矩形(或笛卡尔坐标),计算器会自动将输入的数字转换为笛卡尔坐标,即x=rcosθ,y=rsinθ,在这种情况下,得到(0.3678...,5.18)...)。Page4-4另一方面,如果坐标系设置为柱面坐标(使用CYLIN),则输入复数(x,y),其中x和y是实数,将产生极坐标表示。例如,在圆柱坐标中,输入数字(3.,2。)。下图显示了输入此数字之前和之后的RPN堆栈:复数的简单操作可以使用四个基本操作(+-*/)(+-*/)组合复数。结果遵循代数规则,i2=-1.具有复数的运算与具有实数的运算类似。例如,当计算器处于ALG模式且CAS设置为Complex时,我们将尝试以下总和:(3+5i)+(6-3i):请注意,实部(3+6)和虚部(5-3)组合在一起,结果作为有序对与实部9和虚部2给出。请自行尝试以下操作:(5-2i)-(3+4i)=(2,-6)(3-i)·(2-4i)=(2,-14)(5-2i)/(3+4i)=(0.28,-1.04)1/(3+4i)=(0.12,-0.16)Notes:两个数的乘积表示为:(x1+iy1)(x2+iy2)=(x1x2-y1y2)+i(x1y2+x2y1)。两个复数的除法是通过将分子和分母乘以分母的复共轭来实现的,即,Page4-5改变复数的符号更改复数的符号可以通过使用\key,e.g.,-(5-3i)=-5+3i输入单位虚数输入单位虚数类型:„¥请注意,如果CAS设置为APPROX模式,则输入数字i作为有序对(0,1)。在EXACT模式下,单位虚数输入为i。Otheroperations通过后面详述的CMPLX菜单可以获得幅度,参数,实部和虚部以及复共轭等操作。TheCMPLXmenus计算器中有两个CMPLX(CoMPLeX编号)菜单。一个可以通过MTH菜单(在第3节中介绍)和一个直接进入键盘(‚ß).接下来介绍两个CMPLX菜单。Thus,theinversefunctionINV(activatedwiththeYkey)isdefinedas2222211222222121222222112211yxyxyxiyxyyxxiyxiyxiyxiyxiyxiyx+−⋅+++=−−⋅++=++222211yxyiyxxiyxiyxiyxiyx+⋅++=−−⋅+=+Page4-6CMPLXmenuthroughtheMTHmenu假设系统标志117设置为CHOOSE框(参见章节2),则可以使用以下命令访问MTH菜单中的CMPLX子菜单:„´9@@OK@@.以下序列的屏幕截图说明了以下步骤:第一个菜单(选项1到6)显示以下功能:RE(z):复数的实部IM(z):复数的虚部C→R(z):取一个复数(x,y)并将其分成实部和虚部R→C(x,y):从实数x和y中形成复数(x,y)ABS(z):计算复数的大小或实数的绝对值。ARG(z):计算复数的参数。其余选项(选项7至10)如下:SIGN(z):计算单位幅度的复数,为z/|z|.NEG:改变z的符号CONJ(z):产生z的复共轭接下来显示这些功能的应用示例。回想一下,对于ALG模式,该函数必须在参数之前,而在RPN模式下,首先输入参数,然后选择该函数。另外,请记住,您可以通过更改系统标志117的设置将这些功能作为软菜单(参见章节3)。Page4-7第一个屏幕显示函数RE,IM,andCR.请注意,最后一个函数返回一个列表{3。5.}表示复数的实部和虚部:以下屏幕显示函数RC,ABS,andARG.请注意,ABS函数转换为|3.+5.·i|,绝对值的表示法。此外,表示角度的函数ARG的结果将以当前选择的角度测量单位给出。在这个例子中,ARG(3.+5.·i)=1.0303...以弧度给出。在下一个屏幕中,我们提供了函数SIGN,NEG(显示为负号-)和CONJ的示例。CMPLXmenuinkeyboard可以使用与1键相关联的右移选项‚ß.访问第二个CMPLX菜单。系统标志117设置为CHOOSE框,键盘CMPLX菜单显示如下屏幕:Page4-8结果菜单包括上一节中已经介绍的一些功能,即ARG,ABS,CONJ,IM,NEG,RE和SIGN。它还包括函数i,其用于与击键组合„¥,相同的目的,即,在表达式中输入单位虚数i。基于键盘的CMPLX菜单是包含基本复数函数的基于MTH的CMPLX菜单的替代选项。使用基于键盘的CMPLX菜单进行练习,尝试前面显示的示例。适用于复数的函数在章节3中为实数定义的许多基于键盘的功能,例如SQ,LN,ex,LOG,10X,SIN,COS,TAN,ASIN,ACOS,ATAN,可以应用于复数。结果是另一个复数,如以下示例所示。要应用此功能,请使用与实数相同的步骤(参见章节3)。Page4-9FunctionsfromtheMTHmenu双曲线函数及其反转,以及Gamma,PSI和Psi函数(特殊函数)被引入并应用于第3节中的实数。这些函数也可以按照第3节中介绍的程序应用于复数。一些例子如下所示:以下屏幕显示EXPM和LNP1函数不适用于复数。但是,GAMMA,PSI和Psi函数接受复数:FunctionDROITE:直线方程函数DROITE将两个复数作为参数,比如x1+iy1和x2+iy2,并返回直线的等式,例如,y=a+bx,其中包含点(x1,y1)和(x2,y2))。例如,点A(5,-3)和B(6,2)之间的线可以如下找到(代数模式中的示例):注意:当使用三角函数及其具有复数的反转时,参数不再是角度。因此,为计算器选择的角度测量与使用复杂参数计算这些函数无关。要理解为复数定义三角函数和其他函数的方式,请参阅有关复杂变量的书。Page4-10FunctionDROITEisfoundinthecommandcatalog(‚N).使用EVAL(ANS(1))将结果简化为: