共轭复数
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在數學中,複數的共軛複數(常簡稱共軛)是對虛部變號的運算,因此一個複數
- z=a+bi(a,b∈R)displaystyle z=a+biquad (a,bin mathbb R )
的複共軛是
- z¯=a−bidisplaystyle overline z=a-bi
舉例明之:
- 3−2i¯=3+2idisplaystyle overline 3-2i=3+2i
- 7¯=7displaystyle overline 7=7
在複數的極坐標表法下,複共軛寫成
- reiθ¯=re−iθdisplaystyle overline re^itheta =re^-itheta
這點可以透過歐拉公式驗證
將複數理解為複平面,則複共軛無非是對實軸的反射。複數zdisplaystyle z的複共軛有時也表為z∗displaystyle z^*。
性質
對於複數z,wdisplaystyle z,w:
- z+w¯=z¯+w¯z−w¯=z¯−w¯zw¯=z¯w¯(zw)¯=z¯w¯(w≠0)z¯=z(z∈R)zn¯=z¯n(n∈Z)|z¯|=|z||z¯|2=zz¯(z¯)¯=zz−1=z¯|z|2(z≠0)displaystyle z
一般而言,如果複平面上的函數ϕdisplaystyle phi 能表為實係數冪級數,則有:
- ϕ(z¯)=ϕ(z)¯displaystyle phi (overline z)=overline phi (z)
最直接的例子是多項式,由此可推得實係數多項式之複根必共軛。此外也可用於複指數函數與複對數函數(取定一分支):
- exp(z¯)=exp(z)¯log(z¯)=log(z)¯(z≠0)displaystyle beginarraylexp(overline z)=overline exp(z)\log(overline z)=overline log(z)&(zneq 0)endarray
其它觀點
複共軛是複平面上的自同構,但是並非全純函數。
記複共軛為τdisplaystyle tau ,則有Gal(C/R)=1,τdisplaystyle operatorname Gal (mathbb C /mathbb R )=1,tau 。在代數數論中,慣於將複共軛設想為「無窮素數」的弗羅貝尼烏斯映射,有時記為F∞displaystyle F_infty 。