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Jede komplexe Zahl entspricht einem Punkt ( a, b) in der komplexen Ebene. Die reale Achse ist die Linie in der komplexen Ebene, die aus den Zahlen besteht, deren Imaginärteil Null ist: a + 0 i. Jede reelle Zahl wird zu einem eindeutigen Punkt auf der reellen Achse grafisch dargestellt. Die imaginäre Achse ist die Linie in der komplexen Ebene, die aus den Zahlen mit dem Realteil Null besteht: 0 + bi. Die Abbildung zeigt einige Beispiele für Punkte auf der komplexen Ebene. Grafische Darstellung komplexer Zahlen. Das Addieren und Subtrahieren komplexer Zahlen ist nur ein weiteres Beispiel für das Sammeln ähnlicher Begriffe: Sie können nur reelle Zahlen addieren oder subtrahieren und Sie können nur imaginäre Zahlen addieren oder subtrahieren. Komplexe Zahlen Polarform. Wenn Sie komplexe Zahlen multiplizieren, FALSCHEN Sie die beiden Binome. Sie müssen sich nur daran erinnern, dass die imaginäre Einheit so definiert ist, dass i 2 = –1. Wenn Sie also i 2 in einem Ausdruck sehen, ersetzen Sie sie durch –1. Beachten Sie beim Umgang mit anderen Kräften von i das folgende Muster: Dies geht auf diese Weise für immer weiter und wiederholt in einem Zyklus jede vierte Potenz.
Die exponentielle Darstellung hat den Vorteil, dass sich die Multiplikation bzw. Division zweier komplexer Zahlen auf das Durchführen einer Addition bzw. Subtraktion vereinfachen. Komplexe zahlen polarkoordinaten rechner. \(\eqalign{ & z = r{e^{i\varphi}} = \left| z \right| \cdot {e^{i\varphi}} \cr & {e^{i\varphi}} = \cos \varphi + i\sin \varphi \cr}\) Diese Darstellungsform nennt man auch exponentielle Normalform bzw. Euler'sche Form einer komplexen Zahl. \({z_1} \cdot {z_2} = {r_1}{e^{i{\varphi _1}}} \cdot {r_2}{e^{i{\varphi _2}}} = {r_1}{r_2} \cdot {e^{i\left( {{\varphi _1} + {\varphi _2}} \right)}}\) \(\dfrac{{{z_1}}}{{{z_2}}} = \dfrac{{{r_1}}}{{{r_2}}} \cdot {e^{i\left( {{\varphi _1} - {\varphi _2}} \right)}}\) Umrechnung von komplexen Zahlen Für die Notation von komplexen Zahlen bieten sich die kartesische, trigonometrische und exponentielle bzw. Euler'sche Darstellung an.
Mit Hilfe der komplexen Zahlen werden Zeiger in der komplexen Ebene abgebildet. Wahrscheinlich kennst Du aus dem Mathematikunterricht noch den Zahlenstrahl (die reelle Achse), auf dem die (reellen) Zahlen aufgereiht sind. Nach rechts die positiven Zahlen, nach links die negativen. Bei der komplexen Ebene wird neben der reellen Achse in horizontaler Richtung eine zweite Achse in vertikaler Richtung aufgespannt – die imaginäre Achse. Zeiger können dann als eine komplexe Zahl in Betrag und Phase oder als Summe von Realteil (der reelle Teil) und Imaginärteil dargestellt werden. Kartesische Darstellung und Polarkoordinaten Die Darstellung in Real- und Imaginärteil einer komplexen Zahl nennt man Kartesische Darstellung. Von der Darstellung in Polarkoordinaten spricht man, wenn man eine komplexe Zahl in Betrag und Winkel angibt. Im folgenden Video versuche ich diese Zusammenhänge zu erläutern.
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