شرحدرسالأعدادالمركبة(ComplexNumbers)
مقدمةعنالأعدادالمركبة
الأعدادالمركبةهيأعدادتتكونمنجزئين:جزءحقيقيوجزءتخيلي.يتمالتعبيرعنهابالصيغةالعامةa+biحيث:-aهوالجزءالحقيقي-bهوالجزءالتخيلي-iهيالوحدةالتخيليةحيثi²=-1شرحدرسالأعدادالمركبة
تاريخالأعدادالمركبة
ظهرتفكرةالأعدادالمركبةلأولمرةفيالقرنالسادسعشرعندماحاولعلماءالرياضياتحلمعادلاتلايوجدلهاحلفيمجموعةالأعدادالحقيقية.كانجيرولاموكاردانوأولمنأشارإليهافيعملهعام1545.
خصائصالأعدادالمركبة
- الجمعوالطرح:(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i
- الضرب:(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i
- القسمة:يتمضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام
التمثيلالهندسيللأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالعددالمركبعلىالمستوىالديكارتيحيث:-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي-كلعددمركبيقابلنقطةفيهذاالمستوى
الصيغةالقطبيةللأعدادالمركبة
يمكنالتعبيرعنالعددالمركببالصيغةالقطبية:z=r(cosθ+isinθ)حيث:-rهوالمقياس(الطول)|z|=√(a²+b²)-θهيالزاوية(الوسيطة)θ=arctan(b/a)
تطبيقاتالأعدادالمركبة
- فيالهندسةالكهربائيةلتحليلالدوائرالمتناوبة
- فيمعالجةالإشاراتوالصور
- فيميكانيكاالكم
- فيأنظمةالتحكموالملاحة
خاتمة
الأعدادالمركبةتوسعمفهومناللأعدادوتفتحآفاقاًجديدةفيالرياضياتوالعلومالتطبيقية.فهمهايتطلبإدراكالعلاقةبينالجزأينالحقيقيوالتخيليوكيفيةالتعاملمعهممعاًفيالعملياتالحسابيةالمختلفة.
شرحدرسالأعدادالمركبةالأعدادالمركبةهيأحدالمفاهيمالأساسيةفيالرياضياتالتيتمتدجذورهاإلىحلالمعادلاتالتيلايوجدلهاحلفيمجموعةالأعدادالحقيقية.فيهذاالدرس،سنتعرفعلىماهيةالأعدادالمركبة،وكيفيةتمثيلها،والعملياتالحسابيةالأساسيةالتييمكنإجراؤهاعليها.
شرحدرسالأعدادالمركبةماهيالأعدادالمركبة؟
العددالمركبهوعدديمكنالتعبيرعنهبالصيغة:
[z=a+bi]
حيث:
-(a)و(b)هماعددانحقيقيان.
-(i)هيالوحدةالتخيلية،وتحققالمعادلة(i^2=-1).
يُطلقعلى(a)اسمالجزءالحقيقيللعددالمركب،بينمايُسمى(b)الجزءالتخيلي.
شرحدرسالأعدادالمركبةتمثيلالأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالأعدادالمركبةبعدةطرق،منها:
شرحدرسالأعدادالمركبة- التمثيلالجبري:(z=a+bi)
- التمثيلالهندسي:يُمكنتمثيلالعددالمركبكنقطةفيالمستوىالإحداثي(مستوىالأعدادالمركبة)،حيثيمثلالمحورالأفقيالجزءالحقيقيوالمحورالرأسيالجزءالتخيلي.
العملياتالأساسيةعلىالأعدادالمركبة
1.الجمعوالطرح
لجمعأوطرحعددينمركبين،نجمعأونطرحالأجزاءالحقيقيةوالتخيليةبشكلمنفصل:
[(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i]
[(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i]
2.الضرب
يتمضربعددينمركبينباستخدامخاصيةالتوزيعومراعاةأن(i^2=-1):
[(a+bi)\cdot(c+di)=ac+adi+bci+bdi^2=(ac-bd)+(ad+bc)i]
3.القسمة
لقسمةعددينمركبين،نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقاملإزالة(i)منالمقام:
[\frac{ a+bi}{ c+di}=\frac{ (a+bi)(c-di)}{ c^2+d^2}]
المرافقوالمعيار
- المرافقالمركب:إذاكان(z=a+bi)،فإنمرافقههو(\overline{ z}=a-bi).
- المعيار(القياس):هوالمسافةبينالنقطةالممثلةللعددالمركبوالأصلفيالمستوىالإحداثي،ويُحسببالعلاقة:
[|z|=\sqrt{ a^2+b^2}]
تطبيقاتالأعدادالمركبة
تستخدمالأعدادالمركبةفيالعديدمنالمجالاتمثل:
-الهندسةالكهربائية(تحليلالدوائرالمتناوبة).
-الفيزياء(ميكانيكاالكم).
-معالجةالإشارات.
الخلاصة
الأعدادالمركبةتوسعمفهومالأعدادالحقيقيةوتسمحبحلمعادلاتمثل(x^2+1=0).منخلالفهمأساسياتهاوتمثيلاتها،يمكنتطبيقهافيالعديدمنالمجالاتالعلميةوالتقنية.
شرحدرسالأعدادالمركبة