共轭复数计算器
求任意复数 a + bi 的共轭复数、模、辐角及其与共轭复数的乘积。
计算共轭复数
输入 z = a + bi 的实部和虚部系数。
关于共轭复数
一个复数的共轭复数保持实部不变,只改变虚部的符号。若 z = a + bi,其共轭复数为 a - bi。例如,3 + 4i 的共轭复数是 3 - 4i,-2 - 2i 的共轭复数是 -2 + 2i。这相当于关于实轴的镜像反射,保持到原点的距离不变,同时反转角度的符号。
共轭复数很有用,因为复数与其共轭相乘会消去虚部。乘积 (a + bi)(a - bi) 等于 a² + b²,是一个非负实数。这个恒等式可用于复数除法:分子与分母同时乘以分母的共轭复数,再将分母化为实数。它也直接关联到模,因为模的平方就是 a² + b²。
模记作 z 的绝对值,是复平面上原点到点 (a, b) 的欧几里得距离。根据勾股定理,其值为 a² + b² 的平方根。共轭复数对的模始终相同。本计算器使用 hypot 函数进行稳定计算;当结果不是整数时,显示经过舍入的小数。
辐角是从正实轴转向该复数的有向角。普通反正切无法区分所有象限,因此计算器使用 atan2(b, a)。它返回负 π 到正 π 弧度范围内的主辐角,并能正确处理坐标轴上的点。结果同时以弧度和角度显示。对于零复数,atan2 通常返回零,尽管数学上零的辐角并未定义。
共轭运算对加法和乘法具有分配性质:和的共轭等于各共轭之和,积的共轭等于各共轭之积。连续取两次共轭会得到原数。一个复数等于自身共轭,当且仅当其虚部为零,这也刻画了复数系统中的实数。
共轭复数广泛出现于代数、电气工程、信号处理、量子力学、傅里叶分析和多项式理论。实系数多项式的非实根成共轭对出现,工程师计算功率和阻抗时也会使用共轭。请分别输入两个系数,避免符号歧义,再利用显示的模、主辐角和实数乘积核对结果。
共轭复数示例
| 复数 | 共轭复数 | 相关数值 |
|---|---|---|
| 3 + 4i | 3 - 4i | 模为 5,与共轭复数的乘积为 25。 |
| -2 - 2i | -2 + 2i | 主辐角为 -135 度。 |
| 7 + 0i | 7 + 0i | 实数等于其自身的共轭。 |
| 0 + 6i | 0 - 6i | 该点从正虚轴反射到负虚轴。 |
如何求共轭复数
- 确定 a + bi 中的实部系数 a 和虚部系数 b。
- 在实部输入框中输入 a,在虚部输入框中输入带符号的 b。
- 选择“计算共轭复数”,反转虚部符号并计算相关数值。
- 查看模、主辐角和乘积,以核对共轭结果。
共轭复数常见问题
如何求一个复数的共轭?
保持实部不变,将虚部系数的符号反转。因此 a + bi 变为 a - bi,而 a - bi 变为 a + bi。
为什么要乘以共轭复数?
含虚数的交叉项会相互抵消,只剩下实数 a² + b²。因此,共轭是将复数分母实数化的常用方法。
取共轭会改变模吗?
不会,两个复数到原点的距离相同。它们对应的点关于实轴互为镜像,因此模完全相同。
取共轭时辐角会如何变化?
对于不位于负实轴分支切线上的非零复数,辐角会变号。从几何上看,关于实轴的反射会反转有向角。
每个实数都等于其自身的共轭吗?
是的,实数的虚部系数为零。改变零的符号不会改变其值。