Formelsammlung Mathematik: Komplexe Zahlen

Formelsammlung Mathematik

Darstellung Bearbeiten

 
Geometrische Darstellung einer komplexen Zahl.
Kartesische Form
 
Polarform (trigonometrische Darstellung)
 
Polarform (Exponentialdarstellung)
 

Elementare Operationen Bearbeiten

Name Operation Polarform kartesische Form
Identität      
Identität      
Identität      
Addition    
Subtraktion    
Multiplikation      
Division      
Kehrwert      
Potenzierung    
Konjugation      
Realteil      
Imaginärteil      
Betrag      
Argument      

 

Rechenweg zur Division:

 
 

Konjugation Bearbeiten

Für alle   gilt:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Für alle   und   gilt:

 
 
 

Argument Bearbeiten

Für alle  ,   und   gilt:

 
 
 
 
 
 

Für alle   gilt:

 
 

Potenzen Bearbeiten

 
Allgemeine Potenzfunktion  .
 
Allgemeine Potenzfunktion   für die Umgebung von (0; 0). An der Stelle (0; 0) ist die Funktion unstetig.

Definitionen:

 
 
 

Für alle   gilt:

 
 
 
 

 

 

Für alle   und   gilt:

 
 
 
 

Für alle  ,   und   gilt:

 
 
 

Für alle  ,   und   gilt:

 

Wurzeln Bearbeiten

 
Graph der Funktion f(z) = z5−1. Die Nullstellen von f heißen fünfte Einheitswurzeln. Die n-ten Wurzeln einer komplexen Zahl bilden immer ein regelmäßiges n-Eck, dessen Zentrum im Koordinatenursprung liegt.

Sei  . Für alle   gilt:

 

Hauptwert:

 

Hauptwert, allgemein für  :

 

Logarithmen Bearbeiten

Definitionen:

 
 

Logarithmus als Urbild der Exponentialfunktion:

 
 

Für alle   und   gilt:

 

Für alle   gilt:

 

Für alle   gilt:

 

Für alle   und   gilt:

 

Aufgaben Bearbeiten

Aufgabe 1 Bearbeiten

Ist   eine fest vorgegebene komplexe Zahl und ist   eine komplexe Variable, so gilt   für  . ( : Landau-Symbol)


Aufgabe 2 Bearbeiten

Sind   komplexe Zahlen mit positivem Realteil und ist   irgendeine komplexe Zahl, so ist   und  .


Aufgabe 3 Bearbeiten

Ist   eine komplexe Zahl, so ist  .


Aufgabe 4 Bearbeiten

 


Aufgabe 5 Bearbeiten

    , mit  


Vergleich verschiedener Darstellungen zum Thema bei Wikibooks

Die komplexen Zahlen werden in folgenden Büchern von Wikibooks behandelt:

Einzelne Kapitel anderer Bücher richten sich an bestimmte Zielgruppen: