Bloque1 NumerosComplejos 1
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RESUMEN TEORÍA:
Números Complejos
Elena Álvarez Sáiz
Dpto. Matemática Aplicada y C. Computación
Universidad de Cantabria
Ingeniería de Telecomunicación
Fundamentos Matemáticos I
Teoría: Números Complejos
Necesidad de ampliar el conjunto de los númer os r eales
D efinición
El conjunto de los números complejos se define como el conjunto »2 con la suma y el
producto complejodefinido anteriormente. Es decir, » = ( » 2 , +, * ) .
Adición de Complejos
Se define:
(a
, b ) + (c , d ) = (a + c , b + d )
(2 , 3) + (3 , 8 ) = (2 + 3
Ejemplo
, 3 + 8)
Multiplicación de Complejos
Se define:
2
(a
, b ) * (c , d )
=
Profesora: Elena Álvarez Sáiz
(a ⋅ c
- b ⋅d , a ⋅d
+ b ⋅c)
Ingeniería de Telecomunicación
Teoría: Números Complejos
Fundamentos Matemáticos I
(3Ejemplo
, 5 ) * 2 ,
1
2
=
3 ⋅ 2 - 5 ⋅ 1
2
,
3⋅
1
2
+
5 ⋅ 2
7 ,
2
=
23
2
Vamos a definir ahora los inversos para estas dos operaciones:
Inverso Aditivo (opuesto):
(a
Dado
, b)
Ejemplo: Entonces
su opuesto es: ( −a , - b )
( −2 , 5 )
(2 ,
su inverso
( −2 , 5 ) + ( 2 ,
- 5 ) . Observar que:
- 5 ) = ( 0, 0 )
InversoMultiplicativo:
(a
Dado
a
-b
su inverso es:
,
a 2 + b 2
2
a + b 2
, b ) ≠ ( 0, 0 )
Ejemplo: Entonces
( −2 , 5 )
−2 −5
,
. Observar que:
29
29
su inverso
−2
( −2, 5 ) *
29
−5
= ( 1, 0 )
29
,
Sustracción de complejos
La resta de dos complejos no es más que sumar al primero el opuesto del segundo
(a
, b ) − (c , d )
=
(a
, b)
( −c
+
, −d)
=
(a − c
, b −d)
Ejemplo
( 10
, 12 ) − ( 8 , 15 )
=
( 10
, 12 )
+
( −8
, − 15 )
=
(2
, − 3)
División de complejos
El cociente de dos complejos no es más que multiplicar al primero el inverso del segundo
siempre que éste no sea nulo
(a
, b ) / (c , d ) =
c
= ( a , b ) *
c 2 + d 2
,
−d
2
c +d
2
=
ac + bd , bc − ad
c 2 + d 2
2
2
c +dProfesora: Elena Álvarez Sáiz
S
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Ejemplo
(1
, 2) / ( 3 , 4)
=
(1
3
−4
, 2 ) *
,
25
25
Producto por un número de la forma:
(λ
, 0 ) * (a , b )
=
( λ a − 0b
=
11
2
,
25
25
( λ, 0 )
, 0a + λ b )
=
(λ a
, λb )
= λ (a , b )
Luego podemos identificar a los númeroscon segunda componente cero con los números
reales.
(λ
, 0) ≡ λ
For ma binómica
Hasta ahora hemos considerado los números complejos expresados en forma de “par ordenado”
vamos a ver otra forma de expresar un número complejo.
Llamemos unidad imaginaria i = ( 0, 1 ) es fácil ver que:
(a
, b)
=
(a, 0 ) + ( 0, b ) = (a, 0 ) + (b, 0 ) * ( 0,1) ≡ a + bi
Ejemplo: Entonces
−9 ,
5
+
6
su forma binómica es
−9
+
5
i
6
Es fácil ver que i 2 = i * i = ( 0, 1 ) * ( 0, 1 ) = ( −1, 0 ) ≡ −1 .
Importante: Para operar con números complejos dados en forma binómica se siguen las
mismas reglas de las operaciones en el campo real teniendo en cuenta que i2 = -1
Entonces
(a
+ bi ) + ( c + di ) = ( a + c
) + (b + d ) i
y para la multiplicación:
(a
+ bi ) ( c + di ) = ac + adi +bic + bdi 2
= ac − bd + ( ad + bc ) i
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Con esta nueva notación podemos escribir » = {a + bi / a, b ∈ » }
Dado un número complejo z = a + bi se llama parte real de z al valor real Re ( z ) = a y
parte imaginaria al valor real Im ( z ) = b . Por lo tanto,
z = Re ( z ) + i Im ( z)
Si la parte real de un número complejo es cero se le llama Imaginario puro y si es cero
la parte imaginaria se trata de un número real.
a + bi
→
si
b=0
a = 0 ⇒ 0 + bi
⇒ a + 0i = a
=
bi
Im aginario Puro
Que representa un N ° Re al
Repr esentación gr áfica de númer os comple jos
Fijado en el plano un sistema de coordenadas cartesianas ortogonales, los números complejos...
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