複素数計算機

カテゴリー:代数II

複素数の加算、減算、乗算、または除算を実行します。

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複素数とは何ですか?

複素数は、2つの部分から構成される数です:

  • 実部:通常の数(例:3)として表されます。
  • 虚部iで掛けられた数として表され、i-1の平方根です。

複素数は次の形式で書かれます:

a + bi

ここで:

  • aは実部です。
  • bは虚部の係数です。

例えば:

  • 2 + 3iは複素数です。
  • 5 + 0iは実数です(虚部なし)。
  • 0 + 4iは純粋な虚数です。

複素数の応用

複素数はさまざまな分野で使用されます:

  • 工学:回路解析、信号処理。
  • 数学:二次方程式の解法、フラクタル。
  • 物理学:波や振動の表現。

複素数計算機の特徴

  • 基本的な算術:2つの複素数の加算、減算、乗算、除算を行います。
  • 共役計算:複素数の共役を求めます。
  • モジュラス:複素数の大きさを計算します。
  • 極形式変換:複素数を極座標で表現します。
  • 逆数:複素数の逆数を計算します。
  • ステップバイステップの説明:各計算の詳細な手順を表示します。

複素数計算機の使い方

ステップ1:複素数を入力

  • 最初の複素数の実部と虚部を複素数1とラベル付けされたフィールドに入力します。
  • 2番目の複素数の実部と虚部を複素数2とラベル付けされたフィールドに入力します。

ステップ2:演算を選択

  • ドロップダウンメニューから演算を選択します:
    • 加算 (+):2つの複素数を加算します。
    • 減算 (-):最初の複素数から2番目の複素数を減算します。
    • 乗算 (*):FOIL法を使用して2つの複素数を乗算します。
    • 除算 (/):最初の複素数を2番目の複素数で除算します。
    • 共役:最初の複素数の共役を求めます。
    • モジュラス:最初の複素数の大きさを計算します。
    • 極形式:最初の複素数を極座標に変換します。
    • 逆数:最初の複素数の逆数を計算します。

ステップ3:"計算"をクリック

  • "計算"ボタンを押して計算を実行します。計算機は:
    • 結果セクションに結果を表示します。
    • 各計算ステップの詳細な内訳を提供します。

ステップ4:フィールドをクリア

  • "クリア"ボタンを押してすべてのフィールドをリセットし、新しい計算を開始します。

例題計算

例1:加算

入力:

  • 複素数1:2 + 3i
  • 複素数2:4 + 5i
  • 演算:加算

計算:

(2 + 3i) + (4 + 5i) = (2 + 4) + (3 + 5)i = 6 + 8i

出力:

  • 結果:6 + 8i

例2:極形式

入力:

  • 複素数:2 + 3i
  • 演算:極形式

計算:

r = sqrt(2^2 + 3^2) = sqrt(13) ≈ 3.61

θ = tan-1(3/2) ≈ 0.98 ラジアン

極形式 = 3.61(cos(0.98) + i sin(0.98))

出力:

  • 結果:3.61(cos(0.98) + i sin(0.98))

よくある質問(FAQ)

複素数のFOIL法とは何ですか?

FOIL法は次の略語です:

  • F:最初の項を掛ける。
  • O:外側の項を掛ける。
  • I:内側の項を掛ける。
  • L:最後の項を掛ける。

2つの複素数(a + bi)(c + di)に対して、FOILは乗算を次のように簡略化します:

(a + bi)(c + di) = ac + adi + bci + bdi^2

i^2 = -1であるため、結果は次のようになります:

(ac - bd) + (ad + bc)i

複素数のモジュラスはどのように計算されますか?

a + biのモジュラス(または大きさ)は:

|a + bi| = sqrt(a^2 + b^2)

これは、複素数が複素平面の原点からの距離を表します。

複素数の共役とは何ですか?

a + biの共役はa - biです。これは虚部の符号を反転させることで得られます。

複素数の極形式とは何ですか?

a + biの極形式は:

r(cos θ + i sin θ)

ここで:

  • r = sqrt(a^2 + b^2)(モジュラス)
  • θ = tan-1(b/a)(ラジアンでの角度)

複素数でゼロで割ることはできますか?

いいえ、ゼロでの除算は実数と複素数の両方で未定義です。2番目の複素数が0 + 0iの場合、計算機はエラーを表示します。

複素数計算機の利点

  • 教育的:各演算をわかりやすいステップに分解します。
  • 正確:複雑な算術を正確に処理します。
  • 多用途:極形式やモジュラス計算などの高度な演算を含みます。
  • ユーザーフレンドリー:迅速な計算のためのシンプルなインターフェース。

この計算機は、学生、エンジニア、複素数を扱うすべての人に最適です!