Svmmarivm
Haec lectio omnem nvmervm complexvm non nvllvm per modvlvm svvm et argvmentvm, angvlvm polarem pvncti qvod evm repraesentat, scribit, et ita formam eivs polarem sive trigonometricam obtinet, . Omnia argvmenta nvmeri complexi describit, argvmentvm principale definit idqve arcv tangente pro qvadrante correcto compvtat, et demonstrat qvando dvae formae polares evndem nvmervm repraesentent. Formvlis additionis et svbtractionis theorema centrale demonstrat: cvm dvo complexi mvltiplicantvr, modvli eorvm mvltiplicantvr et argvmenta addvntvr, et cvm dividvntvr, modvli dividvntvr et argvmenta svbtrahvntvr; ex eo argvmentvm conivgati et argvmentvm inversi dedvcvntvr, et monetvr argvmentvm principale prodvcti svmmam argvmentorvm principalivm esse tantvm nisi integra conversione. Postremo prodvctvm per nvmervm complexvm vt conversionem cvm dilatatione compositam interpretatvr, qvae conversionem qvadrantis prodvcti per generalem reddit, et demonstrat triangvla verticvm , , et , , similia esse.
Proposita discendi
- Nvmervm complexvm non nvllvm forma polari scribere, argvmentvm eivs principale pro qvadrante compvtare et diivdicare qvando dvae formae polares evndem nvmervm repraesentent.
- Formvlis additionis et svbtractionis demonstrare in prodvcto modvlos mvltiplicari et argvmenta addi, et regvlas qvotientis, conivgati et inversi dedvcere.
- Prodvctvm per nvmervm complexvm vt conversionem cvm dilatatione compositam interpretari, et similitvdinem triangvlorvm verticvm , , et , , demonstrare.
- Formam polarem adhibere ad valores exactos rationvm trigonometricarvm, ad identitates inter arcvs tangentivm, ad aeqvationes cvm eivsqve conivgato et ad locos geometricos per argvmenta definitos.
Forma polaris nvmeri complexi
In lectione cvrsvs Algebra et Geometria I de nvmeris complexis qvisqve complexvs vt pvnctvm plani repraesentatvs est, modvlvs eivs vt distantia illivs pvncti ab origine definitvs est, et demonstratvm est prodvctvm per qvodqve pvnctvm qvadrante convertere. Restabat prodvctvm per complexvm qvemlibet, cvivs effectvs in forma binomiali non legitvr: pars realis ipsivs est , expressio qvae nvllam geometriam patefacit. Atqvi pvnctvm plani etiam per distantiam svam ab origine et per directionem qva ex ea conspicitvr nominari potest, vt in lectione de coordinatis polaribvs. Qvod si ita est in pvnctis, ita est in complexis; et in illa altera descriptione, vt demonstrabitvr, prodvctvm perspicvvm fit.
Sit complexvs non nvllvs. Argvmentvm ipsivs est omnis nvmervs realis talis vt et . Si et est argvmentvm ipsivs , expressio infra scripta est forma polaris, sive forma trigonometrica, ipsivs .
Omnis complexvs non nvllvs argvmenta habet. Etenim ex theoremate de transitv a coordinatis Cartesianis ad polares, in lectione de coordinatis polaribvs demonstrato, pvnctvm , a polo diversvm, repraesentationem polarem cvm habet, et radivs eivs est , id est modvlvs ipsivs ; aeqvalitates et tvm dicvnt angvlvm polarem argvmentvm esse ipsivs . Argvmentvm ipsivs est igitvr angvlvs qvem cvm semiaxe reali positivo facit segmentvm qvod originem cvm ivngit, in radianis mensvs. Nihilvm avtem argvmento caret: aeqvalitas valet pro omni , et nvllvs angvlvs id distingvit. Ad qvodlibet argvmentorvm ipsivs designandvm scribitvr , qvod legitvr «argvmentvm ipsivs ».
Theorema qvod seqvitvr dicit modvlvm et argvmentvm, dissimiliter atqve coordinatas polares radii negativi, complexvm sine ambigvitate determinare, nisi integris conversionibvs. Ex eo omnis compvtatio cvm formis polaribvs pendet: ad demonstrandvm dvos complexos aeqvales esse satis erit modvlos eorvm et argvmenta comparare.
Sint , et reales positivi, et , et nvmeri reales. Complexvs modvlvm et argvmentvm habet. Praeterea complexi et aeqvales svnt si et solvm si et pro aliqvo integro . Adhibentvr identitas Pythagorica, periodicitas sinvs et cosinvs et descriptio angvlorvm coterminalivm ex lectione de angvlis eorvmqve mensvra: dvo angvli idem pvnctvm circvmferentiae vnitariae dant exacte cvm mvltiplo integro ipsivs differvnt.
Demonstratio
Sit , cvm . Pars eivs realis est et pars imaginaria ; ex identitate Pythagorica qvadratvm modvli eivs est .
Nvmeri et positivi svnt et idem qvadratvm habent; itaqve aeqvales svnt, et pars realis et imaginaria ipsivs eae svnt qvas definitio postvlat: est argvmentvm ipsivs . Omnis igitvr expressio hvivs formae cvm est forma polaris.
Si complexi modvli et aeqvales svnt, evndem modvlvm habent, et ex eo qvod svpra ostensvm est modvli eorvm svnt et .
Partem realem cvm parte reali et imaginariam cvm imaginaria aeqvamvs et per dividimvs, qvi non evanescit: angvli et idem pvnctvm circvmferentiae vnitariae dant, ita vt coterminales sint.
Vicissim, si et , ex periodicitate sinvs et cosinvs dvae expressiones eandem partem realem et eandem imaginariam habent, et complexi aeqvales svnt.
Inde seqvitvr, si est argvmentvm ipsivs , argvmenta ipsivs exacte esse nvmeros , cvm integro: dvo argvmenta eivsdem complexi semper integris conversionibvs differvnt. Aeqvalitas igitvr significat vnvm esse ex argvmentis ipsivs , nec cetera figit. Praeterea animadvertendvm est theorema postvlare: expressio non est forma polaris, qvia non est modvlvs; cvm et , idem nvmervs forma polari scribitvr vt .
Argvmentvm principale
Inter argvmenta complexi non nvlli exacte vnvm est in intervallo , qvia illvd intervallvm longitvdinem habet et vnicvm repraesentantem cvivsqve familiae continet. Id argvmentvm argvmentvm principale ipsivs appellatvr, scribitvr et legitvr «argvmentvm principale ipsivs ». Ex theoremate lectionis de coordinatis polaribvs, cvm et mvnere ipsorvm et fvngentibvs, compvtatvr arcv tangente lectionis de fvnctionibvs trigonometricis inversis, qvi primvm et qvartvm tantvm qvadrantem videt et in ceteris dvobvs corrigendvs est:
Complexvm forma polari scribimvs et omnia eivs argvmenta describimvs. Figvra compvtationem in plano complexo seqvitvr.
Demonstratio
Modvlvs est distantia pvncti ab origine.
Arcvs tangens qvotientis partis imaginariae per partem realem angvlvm qvarti qvadrantis dat: est argvmentvm pvncti oppositi, , non ipsivs .
Cvm pars realis negativa et imaginaria positiva sit, pvnctvm in secvndo qvadrante iacet, et formvla addit.
Formam polarem valoribvs cosinvs et sinvs ipsivs confirmamvs, qvi ex valoribvs ipsivs per symmetriam angvli svpplementaris obtinentvr.
Cetera argvmenta a principali integris conversionibvs differvnt: exempli gratia, et qvoqve argvmenta svnt ipsivs , sed in non iacent.
Complexi in axibvs siti formas polares habent qvas statim agnoscere convenit. Reales positivi argvmentvm principale habent, negativi ; imaginarii pvri cvm argvmentvm principale habent, et cvm , . Ita, exempli gratia:
Intervallvm est conventio, eadem atqve in lectione de coordinatis polaribvs; alii libri adhibent. Qvod a conventione non pendet est copia omnivm argvmentorvm, et ideo theoremata hvivs lectionis argvmentis qvibvslibet envntiantvr, nisi expresse contrarivm dicitvr.
Argvmentvm oneratvr…