Конвертер форм комплексного числа
Перевод комплексного числа между алгебраической (a+bi), полярной (r∠θ), тригонометрической и показательной (Эйлера) формами. Гибкий ввод, точные углы π/4, π/3, π/6, точный модуль √k, пошаговый перевод и визуализация на плоскости Гаусса.
Плоскость Гаусса
Пошаговый перевод
- Алгебраическая форма: 1 + i
- Модуль: √2
- Аргумент: π/4 + 2π·k, k ∈ Z ≈ 0,7854 рад
- Записи через модуль и аргумент:
- Полярная: √2 ∠ π/4
- Тригонометрическая: √2 · (cos π/4 + i·sin π/4)
- Показательная: √2 · e^(i · π/4)
Сводная таблица представлений z
| Форма | Значение |
|---|---|
| Алгебраическая | 1 + i |
| Полярная | √2 ∠ π/4 |
| Тригонометрическая | √2 · (cos π/4 + i·sin π/4) |
| Показательная | √2 · e^(i · π/4) |
Точные углы — справочник
| Радианы | Градусы | Косинус | Синус | Показательная форма |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0° | 1 | 0 | 1 |
| π/6 | 30° | √3/2 | 1/2 | √3/2 + i/2 |
| π/4 | 45° | √2/2 | √2/2 | √2/2·(1+i) |
| π/3 | 60° | 1/2 | √3/2 | 1/2 + (√3/2)·i |
| π/2 | 90° | 0 | 1 | i |
| π | 180° | −1 | 0 | −1 |
| 3π/2 | 270° | 0 | −1 | −i |
Четыре формы записи одного и того же числа
Комплексное число можно записать четырьмя эквивалентными способами. Они описывают одну и ту же точку на плоскости Гаусса, но удобны для разных задач: одно для сложения, другое — для умножения и возведения в степень.
z — комплексное число, a — действительная часть, b — мнимая часть, i — мнимая единица.
z — то же число в полярной записи, r — модуль, θ — аргумент.
r задаёт длину радиус-вектора, θ задаёт направление, i отмечает мнимую часть.
r — модуль в показательной форме, e — основание экспоненты, iθ — мнимый показатель.
| Форма | Когда удобна |
|---|---|
| Алгебраическая | Сложение, вычитание, ввод по координатам Re/Im |
| Полярная | Краткая запись в инженерных задачах |
| Тригонометрическая | Школьная программа, доказательства |
| Показательная (Эйлера) | Умножение, деление, степени, корни |
Как считается перевод
r и |z| — модуль числа, a и b — координаты точки на плоскости Гаусса.
Модуль всегда неотрицателен.
θ — аргумент, atan2 использует b и a, чтобы сохранить правильную четверть.
Функция учитывает четверть плоскости.
a восстанавливается через косинус, b — через синус, r и θ берутся из полярной формы.
Так выполняется обратный переход к координатам.
arg z — множество аргументов, θ — выбранное главное значение, k — целое число оборотов.
Все аргументы отличаются на целое число полных оборотов.
Как пользоваться конвертером
- Введите число в любой форме: алгебраической, полярной, тригонометрической или показательной.
- Выберите единицы аргумента: радианы (математический стандарт) или градусы (инженерные задачи).
- Выберите диапазон arg z: главное значение (−π; π] или положительное [0; 2π).
- Получите результат во всех четырёх формах с кнопками копирования и пошаговым переводом.
- Скопируйте нужную форму или используйте таблицу точных углов как справочник.
Готовые примеры перевода
| Ввод | Что проверить |
|---|---|
| единица плюс мнимая единица | точный модуль и угол в первой четверти |
| три плюс четыре мнимых единицы | целый модуль и не табличный угол |
| минус единица | угол на отрицательной действительной оси |
| чисто мнимое число | угол на мнимой оси |
| показательная запись с углом одна треть пи | автоматическое распознавание формы Эйлера |
e — основание экспоненты, i — мнимая единица, θ — угол в радианах.
e, i, π, 1 и 0 образуют частный случай формулы Эйлера при угле π.
Частный случай при угле пи.
Где какая форма работает лучше
- Сложение/вычитание — алгебраическая: складываем действительные и мнимые части отдельно.
- Умножение/деление — показательная: модули перемножаются или делятся, аргументы складываются или вычитаются.
- Возведение в степень — показательную форму удобно использовать вместе с формулой Муавра.
- Корни — показательную форму удобно использовать для получения всех ветвей корня.
- Электротехника — полярная r∠θ для фазоров и импедансов.
Как считается аргумент
Аргумент — это угол радиус-вектора комплексного числа. Для вычисления используется функция с двумя координатами, потому что она корректно различает четверти плоскости.
| Четверть | Знаки координат | Положение угла |
|---|---|---|
| I | обе координаты положительные | между положительной действительной и положительной мнимой осями |
| II | действительная отрицательная, мнимая положительная | между положительной мнимой и отрицательной действительной осями |
| III | обе координаты отрицательные | между отрицательной действительной и отрицательной мнимой осями |
| IV | действительная положительная, мнимая отрицательная | между отрицательной мнимой и положительной действительной осями |
Часто задаваемые вопросы
Источники и нормативная база
- Комплексное числоWikipedia
- Complex NumberWolfram MathWorld
- Euler FormulaWolfram MathWorld
- Complex NumbersOpenStax
Расчёты выполняются на основе указанных нормативных и справочных источников. Ссылки открываются в новой вкладке.
Похожие инструменты
Онлайн-калькулятор комплексных чисел: ввод в форме a+bi, a+bj или r∠θ, действия, модуль, аргумент, формы записи, степени и корни с пошаговым решением.
Найти модуль |z| комплексного числа онлайн. Гибкий ввод (a+bi, r∠θ, sqrt, π, дроби), пошаговое решение, точная форма √k, геометрическая визуализация на плоскости Гаусса и сравнение нескольких чисел.
Возведение числа в целую, отрицательную или дробную степень в действительных числах. Научная нотация, обратное значение и ограничения для отрицательных оснований.