【复数乘法法则】在数学中,复数是由实数和虚数部分组成的数,通常表示为 $ a + bi $,其中 $ a $ 和 $ b $ 是实数,$ i $ 是虚数单位,满足 $ i^2 = -1 $。复数的乘法是复数运算中的基本操作之一,掌握其法则对于进一步学习复数的性质和应用非常重要。
复数乘法的基本规则是将两个复数相乘时,使用分配律展开,并将结果中的 $ i^2 $ 项替换为 $ -1 $。具体来说,若有两个复数 $ z_1 = a + bi $ 和 $ z_2 = c + di $,则它们的乘积为:
$$
z_1 \cdot z_2 = (a + bi)(c + di) = ac + adi + bci + bdi^2
$$
由于 $ i^2 = -1 $,可以简化为:
$$
z_1 \cdot z_2 = (ac - bd) + (ad + bc)i
$$
因此,复数乘法的结果是一个新的复数,其实部为 $ ac - bd $,虚部为 $ ad + bc $。
复数乘法法则总结
步骤 | 操作说明 |
1 | 将两个复数分别写成标准形式:$ a + bi $ 和 $ c + di $ |
2 | 使用分配律展开乘法:$ (a + bi)(c + di) = ac + adi + bci + bdi^2 $ |
3 | 合并同类项,将含有 $ i $ 的项合并,不含 $ i $ 的项合并 |
4 | 替换 $ i^2 $ 为 $ -1 $,得到最终的实部和虚部 |
5 | 最终结果为 $ (ac - bd) + (ad + bc)i $ |
示例计算
假设 $ z_1 = 2 + 3i $,$ z_2 = 4 + 5i $
根据公式:
- 实部:$ 2 \times 4 - 3 \times 5 = 8 - 15 = -7 $
- 虚部:$ 2 \times 5 + 3 \times 4 = 10 + 12 = 22 $
所以,$ z_1 \cdot z_2 = -7 + 22i $
通过以上步骤和示例,可以看出复数乘法的过程相对清晰,只要按照规则逐步进行,就能准确地得出结果。熟练掌握这一法则,有助于理解更复杂的复数运算,如复数的除法、幂运算等。