Nhân số phức = quay và co giãn

Nhân z với w làm quay điểm z một góc arg(w) và co giãn |w| lần. Kéo z và w để thấy: môđun nhân nhau, argument cộng nhau. Nhân với i là quay 90°.

z = 1 + 1i  |z|=1.41 arg=45°
w = 1 + 0i  |w|=1.00 arg=
z·w = 1 + 1i  |zw|=1.41 arg=45°

💡 Kéo chấm z (xanh) và w (vàng). Điểm zw (xanh lá) = z quay thêm góc arg(w) và dài gấp |w| lần. Kiểm tra: |zw| = |z|·|w| và arg(zw) = arg(z) + arg(w).

Thấy hay? Chia sẻ cho bạn bè: f Facebook 𝕏 X

Nhân số phức làm gì về mặt hình học?

Mỗi số phức z = a + bi ứng với một điểm trên mặt phẳng phức, có môđun |z| (khoảng cách tới gốc O) và argument arg(z) (góc so với chiều dương trục thực). Khi nhân z với một số phức w, điểm z bị quay một góc bằng arg(w) và co giãn khoảng cách tới O gấp |w| lần. Đây chính là ý nghĩa hình học cốt lõi của phép nhân số phức.

Quy tắc môđun và argument

  1. Môđun nhân nhau: |z·w| = |z| · |w|.
  2. Argument cộng nhau: arg(z·w) = arg(z) + arg(w).
  3. Nếu |w| > 1 thì z bị kéo dài ra; nếu |w| < 1 thì z bị co lại.
  4. Dạng lượng giác: z·w = |z||w|·(cos(θ₁+θ₂) + i·sin(θ₁+θ₂)).

Nhân với i là quay 90°

Số i có |i| = 1 và arg(i) = 90°. Vì môđun bằng 1, nhân với i không đổi độ dài; vì argument bằng 90°, nó chỉ quay điểm một góc 90° ngược chiều kim đồng hồ. Nhân hai lần liên tiếp cho quay 180°, đúng bằng nhân với i² = −1 (điểm đối xứng qua gốc O). Đây là cách nhìn trực quan giải thích vì sao i² = −1.

Ứng dụng thực tế

Phép quay và co giãn bằng số phức được dùng khi:

Khám phá thêm