Formelsammlung Mathematik: Komplexe Zahlen

Formelsammlung Mathematik

Darstellung

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

Elementare Operationen

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

 

Rechenweg zur Division:

 
 

Konjugation

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Für alle   gilt:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Für alle   und   gilt:

 
 
 

Argument

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Für alle  ,   und   gilt:

 
 
 
 
 
 

Für alle   gilt:

 
 

Potenzen

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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:

 
 
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

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Definitionen:

 
 

Logarithmus als Urbild der Exponentialfunktion:

 
 

Für alle   und   gilt:

 

Für alle   gilt:

 

Für alle   gilt:

 

Für alle   und   gilt:

 

Aufgaben

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Aufgabe 1

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


Aufgabe 2

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


Aufgabe 3

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Ist   eine komplexe Zahl, so ist  .


Aufgabe 4

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Aufgabe 5

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    , 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: