這個計算機能做什麼
本工具會將一個複數除以另一個複數。給定分子 a + bi 與分母 c + di,它會把商以單一複數的 a + bi 形式呈現,並拆解成實部與虛部。
使用方法
分別輸入分子的實部與虛部(a 與 b),以及分母的實部與虛部(c 與 d)。計算機會將分子與分母同時乘上分母的共軛複數,藉此消去分母中的虛部,然後立即顯示結果。
公式說明
要做複數除法,我們會將分子與分母同時乘上分母的共軛複數 c − di:
$$\frac{\text{a} + \text{b}\,i}{\text{c} + \text{d}\,i} = \frac{(\text{a} + \text{b}\,i)(\text{c} - \text{d}\,i)}{(\text{c} + \text{d}\,i)(\text{c} - \text{d}\,i)} = \frac{\text{a}\,\text{c} + \text{b}\,\text{d}}{\text{c}^{2} + \text{d}^{2}} + \frac{\text{b}\,\text{c} - \text{a}\,\text{d}}{\text{c}^{2} + \text{d}^{2}}\,i$$
如此一來,分母就變成 \(\text{c}^{2} + \text{d}^{2}\) 這個實數,實部與虛部便能乾淨俐落地分離開來。
實例演算
以 \((1 + 2i)\) 除以 \((3 + 4i)\) 為例。此時 \(a=1\)、\(b=2\)、\(c=3\)、\(d=4\)。分母為 \(c^{2}+d^{2} = 9+16 = 25\)。實部 \(= (ac+bd)/25 = (3+8)/25 = 11/25 = 0.44\);虛部 \(= (bc-ad)/25 = (6-4)/25 = 2/25 = 0.08\)。因此答案為 \(0.44 + 0.08i\)。
常見問題
c + di 的共軛複數是什麼?就是 c − di——實部相同,虛部的符號相反。乘上它就能讓分母變成實數。
如果分母為零會怎樣?除以 0 + 0i 是沒有定義的;遇到這種情況計算機會回傳實部與虛部皆為零,因此請確認 c 與 d 不會同時為零。
結果有可能是純實數或純虛數嗎?有可能。若 \(bc - ad = 0\),結果為純實數;若 \(ac + bd = 0\),結果則為純虛數。