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输入计算

数学公式

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结果

三角形式
5(cos 53.13° + i·sin 53.13°)
z = a + bi → r(cos θ + i sin θ)
模 r 5
辐角 θ(度) 53.130102°
辐角 θ(弧度) 0.927295

什么是三角形式?

任意复数 \(z = a + bi\) 都可以写成三角形式(也叫极坐标形式)\(z = r(\cos\theta + i\sin\theta)\)。其中 \(r\) 是,表示该复数到原点的距离;\(\theta\) 是辐角,即从正实轴起算的夹角。本计算器能把任意直角坐标形式的复数 \(a + bi\) 转换为三角形式,并同时给出以度(°)和弧度表示的辐角 \(\theta\)。

复数在复平面上以点和向量表示,显示模 r 和辐角 θ
在复平面上以模 r 和辐角 θ 表示的复数 a + bi。

使用方法

输入复数的实部 \(a\) 和虚部 \(b\),即可直接读出模 \(r\) 和辐角 \(\theta\)。计算器内部使用 \(\operatorname{atan2}\) 函数,会自动把角度放在正确的象限里——你完全不需要手动判断正负号或修正角度。

公式详解

模由勾股定理得出:\(r = \sqrt{a^{2} + b^{2}}\)。辐角为 \(\theta = \operatorname{atan2}(b, a)\),它返回向量 \((a, b)\) 对应的角度。把结果展开,\(r\cdot\cos\theta\) 还原出 \(a\),\(r\cdot\sin\theta\) 还原出 \(b\),由此可验证三角形式与原复数完全等价。

$$z = r\left(\cos\theta + i\sin\theta\right)$$ $$\text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} r &= \sqrt{\text{Real }(a)^{2} + \text{Imag }(b)^{2}} \\ \theta &= \operatorname{atan2}\!\left(\text{Imag }(b),\ \text{Real }(a)\right) \end{aligned} \right.$$
由实部 a、虚部 b 和斜边 r 构成的直角三角形,展示模与辐角公式
联系 a、b、模 r 和角 θ 的直角三角形。

实例演算

以 \(z = 3 + 4i\) 为例。模为 $$r = \sqrt{3^{2} + 4^{2}} = \sqrt{25} = 5$$ 辐角为 $$\theta = \operatorname{atan2}(4, 3) \approx 0.9273 \text{ 弧度} \approx 53.13°$$ 所以 \(z = 5(\cos 53.13° + i\sin 53.13°)\)。

常见问题

该用度还是弧度?两者描述的是同一个角,按题目要求选用即可。在微积分和欧拉公式中通常使用弧度。

如果 a 和 b 都为 0 怎么办?此时 \(z = 0\),模为 0,辐角无定义(按惯例取作 0)。

它和指数形式有什么关系?根据欧拉公式,\(r(\cos\theta + i\sin\theta) = r\cdot e^{i\theta}\),所以同样的 \(r\) 和 \(\theta\) 也能直接写出指数形式。

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