什么是复数的共轭?
对于以直角坐标形式表示的复数 \(z = a + bi\),只需将其虚部的符号取反,就能得到它的共轭复数:\(\overline{z} = a - bi\)。实部保持不变,虚部则变号。从几何角度来看,共轭复数就是该点关于复平面实轴(水平轴)的镜像反射。
如何使用本计算器
输入复数的实部 a 和虚部 b,即可读出对应的共轭复数。这两个数值可以是正数、负数或零,并且支持小数输入。计算器还会同时给出模长 \(|z| = \sqrt{a^{2} + b^{2}}\),而取共轭并不会改变模长的大小。
公式详解
若 \(z = a + bi\),则其共轭复数为 $$\overline{z} = a - bi$$ 一个重要的恒等式是 \(z \cdot \overline{z} = a^{2} + b^{2}\),结果是一个非负实数——正因如此,共轭复数常用于分母有理化以及计算模长。此外,共轭运算对加法和乘法都满足分配律:\(\operatorname{conj}(z + w) = \operatorname{conj}(z) + \operatorname{conj}(w)\)。
实例演示
取 \(z = 3 + 4i\)。将虚部取反即可得到共轭复数 \(\overline{z} = 3 - 4i\)。模长为 $$|z| = \sqrt{3^{2} + 4^{2}} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5$$ 可以注意到,\(z\) 与 \(\overline{z}\) 的模长完全相同。
常见问题
实数的共轭复数是什么?当 \(b = 0\) 时,由于没有虚部可以取反,这个数等于它自身的共轭复数。
纯虚数的共轭复数是什么?对于 \(z = bi\),其共轭复数为 \(-bi\),即关于实轴的镜像反射。
取共轭会改变模长吗?不会。因为平方会消去 \(b\) 的符号,所以始终有 \(|z| = |\overline{z}|\)。