Komplexe Zahlen in kartesischer Form kann man ganz normal multiplizieren. Beispiel Es sollen die beiden komplexen Zahlen 1 + 2i und 1 - i multipliziert werden: $$(1 + 2i) \cdot (1 - i)$$ Ausmultiplizieren: $$= 1 \cdot 1 + 1 \cdot (-i) + 2i \cdot 1 + 2i \cdot (-i)$$ $$= 1 - i + 2i - 2i^2$$ Mit $i^2 = -1$ per Definition der komplexen Zahlen: $$= 1 - i + 2i -2 \cdot (-1)$$ $$= 1 + i + 2 = 3 + i$$
Darstellungsformen komplexer Zahlen Für komplexe Zahlen gibt es verschiedene Darstellungsformen, die ihre Berechtigung in der Tatsache haben, dass damit jeweils andere Rechenoperationen besonders einfach durchgeführt werden können. Man unterscheidet zwischen der kartesischen Darstellung und der Darstellung in Polarform. Bei Letzterer unterscheidet man weiter nach trigonometrischer und exponentieller Darstellung Komplexe Zahl in kartesischer Darstellung Komplexe Zahlen in kartesischer Darstellung, setzen sich aus dem Realteil a und dem um 90° gegen den Uhrzeitersinn gedrehten Imaginärteil ib zusammen. Die kartesische Darstellung wird auch Komponentenform, algebraische Normalform bzw. Binomialform genannt. Die kartesische Darstellung hat den Vorteil, dass sich Addition bzw. Subtraktion zweier komplexer Zahlen auf die Durchführung einer simplen Addition bzw. Subtraktion von den jeweiligen Real- bzw. Imaginärteilen beschränkt. \(\eqalign{ & z = a + ib \cr & {\text{mit:}}\, i = \sqrt { - 1} \cr}\) a = Re(z) … a ist der Realteil von z b = Im(z) … b ist der Imaginärteil von z i … imaginäre Einheit Vorsicht: Sowohl der Realteil a als auch der Imaginärteil b einer komplexen Zahl sind selbst reelle Zahlen.
Der Radius $r$ von $z$ ist $3$ und der Winkel $\varphi$ ist $50$. Diese Werte setzen wir in die obigen Formeln für $a$ und $b$ ein. $ a = r \cdot \cos{ \varphi} \\[8pt] a = 3 \cdot \cos{ 50} \\[8pt] a=2. 89$ $ b = r \cdot \sin{ \varphi} \\[8pt] b = 3 \cdot \sin{ 50} \\[8pt] b=-0. 79$ Die komplexe Zahl in kartesischen Koordinaten lautet also $ z=2. 89-0. 79i $. Über die Autoren dieser Seite Unsere Seiten werden von einem Team aus Experten erstellt, gepflegt sowie verwaltet. Wir sind alle Mathematiker und Lehrer mit abgeschlossenem Studium und wissen, worauf es bei mathematischen Erklärungen ankommt. Deshalb erstellen wir Infoseiten, programmieren Rechner und erstellen interaktive Beispiele, damit dir Mathematik noch begreifbarer gemacht werden kann. Dich interessiert unser Projekt? Dann melde dich bei!
Die exponentielle Darstellung hat den Vorteil, dass sich die Multiplikation bzw. Division zweier komplexer Zahlen auf das Durchführen einer Addition bzw. Subtraktion vereinfachen. \(\eqalign{ & z = r{e^{i\varphi}} = \left| z \right| \cdot {e^{i\varphi}} \cr & {e^{i\varphi}} = \cos \varphi + i\sin \varphi \cr}\) 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.
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233 Aufrufe Aufgabe: Ich habe gegeben: z^3=8i r=2 (schon berechnet) Berechne alle kartesischen Formen Problem/Ansatz: Laut Lösung ist mein Winkel phi 90 °, wie kommt man darauf. Desweiteren muss ich für z0=phi0=\( \frac{90°}{3} \) rechnen Für Z1=\( \frac{90°+360°}{3} \) und Z2=\( \frac{90°+2*360°}{3} \) Sind die 360 Grad festgelegt oder nur bei der Aufgabe? Bzw. das hat sicherlich was mit den Quadranten zu tuen. Gibt es da ne allgemeine Formel zum Lösen, habe nichts gefunden. Gefragt 30 Jun 2021 von 3 Antworten Hallo, Gibt es da ne allgemeine Formel zum Lösen ------------>JA 8i liegt im 1. Quadranten (auf der y-Achse)------->π/2 Beantwortet Grosserloewe 114 k 🚀 Vielen Dank erstmal für alles, ich habe jetzt eine Aufgabe mit anderen Werten spaßeshalber berechnet um zu gucken ob ich das System verstanden habe: Z^3=3+\( \frac{3}{4} \)i Berechnet habe ich Zk für k=2 also die letzte Lösung. r=1, 5536 Winkel=14° Phi= 0, 245 1, 5536*(cos(\( \frac{0, 245+2*2pi}{3} \))+i*sin(\( \frac{0, 245+2*2pi}{3} \)) Ergebnis ist -0, 663 -1, 4i...
Durchgerechnetes Beispiel: Wandle die komplexe Zahl $z_1=3-4i$ in ihre Polarform um. Die Lösung: Der Realteil $a$ von $z_1$ ist $3$ und der Imaginärteil $b$ ist $-4$. Diese Werte setzen wir in die obigen Formeln für $r$ und $\varphi$ ein. $ r=\sqrt{a^2+b^2} \\[8pt] r=\sqrt{3^2 + (-4)^2} \\[8pt] r=\sqrt{9 + 16} \\[8pt] r=\sqrt{25} \\[8pt] r=5$ --- $ \varphi=tan^{-1}\left(\dfrac{-4}{3}\right) \\[8pt] \varphi=-53. 13°=306. 87° $ Die komplexe Zahl in der Polarform lautet somit $ z=5 \cdot ( cos(-53. 13)+i \cdot sin(-53. 13)) $. Umrechnung von Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten: Hierfür benötigst du die folgenden beiden Formeln: $ a = r \cdot \cos{ \varphi} $ und $ b = r \cdot \sin{ \varphi} $ Um die Umrechnung durchzuführen, setzt du also $r$ sowie den Winkel $\varphi$ von der Polarform in die beiden Formeln ein. Du erhältst so den Realteil $ a $ sowie den Imaginärteil $b$. (Darstellung der komplexen Zahl in kartesische Koordinaten) Durchgerechnetes Beispiel: Wandle die komplexe Zahl $ z=3 \cdot ( cos(50)+i \cdot sin(50)) $ in kartesische Koordinaten um.
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