background image

 

LICZBY ZESPOLONE 

 

Definicja 

Liczbą zespoloną nazywamy uporządkowaną parę liczb rzeczywistych, np. 

 

,

x y .  

Zbiór wszystkich liczb zespolonych oznaczamy przez 

C

 

R

y

x

y

x

z

C

,

:

,

 

 
Geometrycznie: Liczbę zespoloną 

 

,

z

x y

 przedstawiamy na płaszczyźnie w postaci punktu 

o współrzędnych 

 

,

x y  lub w postaci wektora o początku w punkcie 

 

0, 0  i końcu w punkcie 

 

,

x y . Zbiór wszystkich liczb zespolonych nazywamy wtedy płaszczyzną zespoloną. 

 
 
 
 
 
 
 
 

Definicja 

Liczbę zespoloną 

 

0,1  nazywamy jednostką urojoną i oznaczamy ją przez  

 

0,1

i

 

 
Jednostka urojona spełnia równanie: 

1

2

i

 

 

P

OSTAĆ ALGEBRAICZNA LICZBY ZESPOLONEJ

 

Każdą liczbę zespoloną można jednoznacznie zapisać w postaci: 

z

x iy

 

, gdzie 

R

y

x

,

 

 

Definicja 

Niech  x iy

 będzie postacią algebraiczną liczby zespolonej 

z

. Wówczas: 

 

liczbę   nazywamy częścią rzeczywistą liczby zespolonej 

z

, co zapisujemy: 

Re z

x

 

 

liczbę 

y

 nazywamy częścią urojoną liczby zespolonej 

z

, co zapisujemy: 

Im z

y

 

 

Własność liczb zespolonych w postaci algebraicznej 

Dwie liczby zespolone są równe wtedy i tylko wtedy, gdy ich części rzeczywiste i urojone są 
równe, tzn. 

1

2

1

2

1

2

Re

Re

Im

Im

z

z

z

z

z

z

 

 

 

Definicja 

Sprzężeniem  liczby  zespolonej  z x iy

 

,  gdzie 

R

y

x

,

,  nazywamy  liczbę  zespoloną   

określoną wzorem 

z

x iy

 

 

x

 

x

 

y

 

y

 

 

,

z

x y

 

 

background image

 

Geometrycznie:  Liczba  sprzężona  z   do  liczby  z  jest  jej  obrazem  w  symetrii  względem  osi 
rzeczywistej (Re z). 
 

Własności sprzężenia liczb zespolonych 

Niech 

C

z

z

z

2

1

,

,

. Wtedy: 

1. 

1

2

1

2

z

z

z

z

 

 

 

 

 

2. 

1

2

1

2

z

z

z

z

  

 

3. 

1

2

1

2

z z

z z

  

 

 

 

 

4. 

1

1

2

2

z

z

z

z

, o ile 

2

0

z

 

5. 

2 Re

z

z

z

 

 

 

 

 

6. 

2 Im

z

z

i

z

 

 

7. 

 

z

z

 

 

 

 

 

8. 

 

 

Im

Im

z

z

 

 

 

Definicja 

Modułem  liczby  zespolonej  z x iy

 

,  gdzie 

R

y

x

,

,  nazywamy  liczbę  rzeczywistą   

określoną wzorem: 

2

2

z

x

y

 

 
Geometrycznie  moduł  liczby  zespolonej 

z

  jest  odległością  punktu 

z

  od  początku  układu 

współrzędnych. 
 

Własności modułu liczby zespolonej 

Niech 

C

z

z

z

2

1

,

,

. Wtedy: 

1.  z

z

z

 

 

 

 

 

2. 

2

z z

z

 

 

3. 

1

2

1

2

z z

z

z

 

 

 

 

4. 

1

1

2

2

z

z

z

z

, o ile 

2

0

z

 

5. 

1

2

1

2

z

z

z

z

   

 

 

6. 

1

2

1

2

z

z

z

z

 

7.  Re z

z

,  Im z

z

 

 

 

8. 

1

2

1

2

Re z z

z

z

 

 

Definicja 

Każdą liczbę 

R

 spełniającą układ równań: 

cos

sin

x

z

y

z



 

nazywamy argumentem liczby zespolonej 

0

z

x iy

  

, gdzie 

R

y

x

,

Argumentem głównym liczby zespolonej 

0

z

 nazywamy argument 

 tej liczby spełniający 

nierówność 

0

2

 

.  Argument  główny  liczby  zespolonej 

z

  oznaczamy  przez 

arg z

Każdy argument 

 liczby zespolonej 

0

z

 ma postać 

arg

2

z

k

, gdzie 

Z

k

 

 

Geometrycznie:  Argument  liczby  zespolonej  z  jest  miarą  kąta  zorientowanego  utworzonego 
przez dodatnią część osi rzeczywistej (Re z) i wektor wodzący liczby z. 

 

background image

 

Własności argumentu liczby zespolonej 

Niech 

C

z

z

z

2

1

,

,

 oraz niech 

N

n

. Wtedy: 

1. 

1

2

1

2

arg

arg

arg

2

z z

z

z

k

 dla pewnego 

Z

k

 

2. 

 

arg

arg

2

n

z

n

z

k

 dla pewnego 

Z

k

 

3. 

1

1

2

2

arg

arg

arg

2

z

z

z

k

z

 dla pewnego 

Z

k

, o ile 

2

0

z

 

4. 

 

arg

2

arg

z

z

 

5. 

 

arg

, gdy 0

arg

arg

arg

, gdy

arg

2

z

z

z

z

z

  

 

6. 

1

arg

2

arg z

z

   

 

 

, o ile 

0

z

 

 

P

OSTAĆ TRYGONOMETRYCZNA LICZBY ZESPOLONEJ

 

Każdą liczbę zespoloną 

z

 można przedstawić w postaci: 

cos

sin

z

z

i

 

gdzie 

0

z

  oraz 

R

.  Liczba 

  jest  wówczas  modułem  liczby 

z

,  a 

  jednym  z  jej 

argumentów. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Własności liczb zespolonych w postaci trygonometrycznej 

Niech 

1

1

1

1

cos

sin

z

z

i

2

2

2

2

cos

sin

z

z

i

,  gdzie 

1

2

,

0

z

z

  oraz 

R

2

1

,

będą liczbami zespolonymi. Wtedy: 
1. 

1

2

1

2

1

2

2

z

z

z

z

k

 

 

, dla pewnego 

Z

k

 

2. 

1

2

1

2

1

2

1

2

cos

sin

z z

z z

i

 

 

 

 

3. 

1

1

1

2

1

2

2

2

cos

sin

z

z

i

z

z

 

 

, o ile 

2

0

z

 

 

Wzór de Moivre’a 

Niech 

cos

sin

z

z

i

, gdzie 

0

z

 oraz 

R

, oraz niech 

N

n

. Wtedy: 

cos

sin

n

n

z

z

n

i

n

 

 
Literatura 

1.  T. Jurlewicz, Z. Skoczylas: Algebra liniowa 1. Definicje, twierdzenia, wzory
2.  T. Jurlewicz, Z. Skoczylas: Algebra liniowa 1. Przykłady i zadania. 

 

Re z

 

Im z

 

z

 

z