内容正文:
第三章 复数及其应用
3.3 应用举例
动脑思考 探索新知
首先通过一道例题来研究复数乘法运算的几何意义.
例1 已知复数
,求
(1)
(2)
在同一个坐标系内画出
与
所对应的向量,观察
它们的模与辐角之间的关系.
解 (1)由于
,所以
动脑思考 探索新知
首先通过一道例题来研究复数乘法运算的几何意义.
例1 已知复数
,求
(1)
(2)
在同一个坐标系内画出
与
所对应的向量,观察
它们的模与辐角之间的关系.
(2)在同一个坐标系内画出
与
所对应的向量
观察图形发现,三个向量的模相等,
向量
是向量
绕坐标原点,沿着逆时针方向旋转
得
到的,
向量
是向量
绕坐标原点,沿着顺时针
方向旋转
得到的.
动脑思考 探索新知
的几何意义.
应的向量
可以由向量
绕坐标原点逆时针旋转角
,然后再将
分别对应向量
设复数
则
对
)或压缩(
)成原来的
倍得到.这就是复数乘法
模伸长(
作为特例,
是模为1,辐角为
的复数,任意复数
乘
,意义是其向量的模不变,绕坐标原点逆时针旋转了
以
角.因
叫做旋转因子.
此,
是一个特殊的旋转因子,复数
表示将
对应的向量绕坐
标原点,沿着顺时针方向旋转
动脑思考 探索新知
电学中将正弦交流电源作用下产生的电压和电流统称为正弦量.一般
研究的都是同频率的正弦量.因为频率相同,所以要确定电压,只要确定
它的最大值
和初相
就可以了.
以电压为例,设电压
,以它为虚部的复数
动脑思考 探索新知
向旋转的向量,表示对应正弦量的角频率.
这种用复数来进行正弦交流电路分析计算的方法叫做相量法,用来
表示正弦量的最大值和初相的复数叫做相量.
为了加以区别,表示相量时,在表示相量的大写字母上面加“· ”.
设复数
,则其模是电压
的最大值;其辐角为对应正弦
是模为1,在复平面上以角速度
沿逆时针方
量的初相位,旋转因子
由此看来,复数
的模和辐角正好能反映电压u的最大值
和初相位
.因此,正弦量可以用复数来表示.
例如,
相应相量表示为
巩固知识 典型例题
分析 两个同频率的正弦量的合成仍是正弦量,其频率不变,只是峰值
从而求出合成电流 I.
及初相位与原来不同,电流
相应的相量为
那么,我们只要求出
的模和幅角,就可以求出复数
的三角形式,
例2 求下列已知