複數極式:絕對值與輻角
輸入 a + bi,就能立刻看到複數極式 r∠θ。反過來輸入極式,也能讀出直角式,結果卡片會並列絕對值和輻角。所有計算都在你的瀏覽器中完成。
複數極式的轉換步驟
- 在直角式欄位輸入數字,例如
3 + 4i或-1 + i。開啟頁面時,欄位裡已經有 3 + 4i。 - 極式欄位會立刻填好。3 + 4i 會顯示
5∠0.927295。 - 欄位下方的結果卡片會列出絕對值 r(這裡是 5)和輻角 θ(這裡是 0.927295 rad)。
- 想用度數看角度,請在角度單位下按度。極式會變成
5∠53.130102°。按弧度就能切換回來。
反方向也一樣:在極式欄位輸入,再從直角式欄位讀取結果。你在其中一個欄位輸入時,只有另一個欄位會跟著變。
絕對值與輻角怎麼算
對複數 a + bi 來說,極式 r∠θ 的絕對值是 r = √(a² + b²),也就是到原點的距離;輻角是 θ = atan2(b, a),也就是從正實軸量起的角度。這個工具用 atan2,而不是單純的 b/a 反正切,所以角度會落在正確的象限。
以 -1 + i 為例,單純的反正切會得到 -π/4,方向是反的。正確的輻角是 3π/4。
- 3 + 4i:r = 5,θ = 0.927295 rad(53.130102°)
- 1 + i:r = √2 ≈ 1.414214,θ = π/4(45°)
- -1 + i:r = √2,θ = 3π/4(135°)
- -3i:r = 3,θ = -π/2(-90°)
- -2:r = 2,θ = π(180°)
- -3 - 4i:r = 5,θ = -2.214297 rad(-126.869898°)
輻角取主值:弧度時大於 -π 且最大到 π,度數時大於 -180° 且最大到 180°。弧度時如果是 15° 的倍數,會以 π 的分數顯示,其他情況顯示小數。絕對值如果是 √2 這類根號,會以精確的根號形式顯示。0 沒有方向,所以它的輻角 θ 會顯示「0 無定義」。
從極式回到直角式
在極式欄位輸入後,直角式欄位會顯示 a + bi,計算式是 a = r cos θ、b = r sin θ。下列寫法都能讀取:
5∠0.9273和5@0.92735 cis 0.9273- 指數形式:
5e^(i*0.9273)或2e^(i pi/3) - 角度裡寫 π 或 pi:
5∠pi/4會得到 3.535534 + 3.535534i
沒有寫單位的角度,會依你選的角度單位處理。在角度後面加上 °、deg 或 rad,就以該單位為準,所以即使選了度,5∠0.9273 rad 也能正確讀取。
請先選好單位,再輸入角度。如果之後才在弧度和度之間切換,已經輸入的數字會被換算,而不是重新讀取:用弧度輸入 2∠60,再切換成度,會變成 2∠-162.253229°,不是 60°。結果顯示到小數第 6 位,所以 5∠0.9273 會得到 2.999981 + 4.000014i:0.9273 本身是四捨五入過的角度,精確的角度會得到剛好的 3 + 4i。
直接輸入算式,不只是一個數字
想找複數計算機線上就能用的版本,或是複數轉極座標計算機線上的版本,直角式欄位能計算簡單的複數運算,所以你不必先化簡就能轉換算式。欄位會保留你輸入的內容,極式和結果卡片則顯示答案。
(1+i)^2等於 2i,絕對值 2,輻角 90°2(1+i)等於 2 + 2i,絕對值 2√2 ≈ 2.828427,輻角 45°(1+i)(1-i)等於 2,絕對值 2,輻角 0°sqrt(-4)等於 2ii^3等於 -ie^(i*pi)等於 -1
小數可以用逗號或句點:1,5 + 2i 和 1.5 + 2i 是同一個數。
相量與交流電路
處理相量時,先按度,再在極式欄位輸入大小和相位角。10∠-90 會變成 -10i,2∠60 會變成 1 + 1.732051i。反方向則是 3 + 4j 會轉成 5∠53.130102°:j 和 i 一樣被當作虛數單位。
這個工具不做的事
- 一次一個數:每個欄位只放一個值,沒有清單,也沒有批次模式。
- 顯示到小數第 6 位:結果是為了顯示而四捨五入。只有輸入短的整數或小數時,絕對值才會以精確的根號顯示。
- 沒有步驟、沒有圖形:它只給答案,不給詳細解法,也不會把數字畫在圖上。
- 隱私:你輸入的數字只留在瀏覽器中,不會傳送到任何地方。
常見問題
要怎麼把複數轉成極式?
在「直角式」欄位輸入數字,例如 3 + 4i。輸入時「極式」欄位會自動填好,結果卡片會顯示「絕對值 r」和「輻角 θ」。手算的話,r = √(a² + b²)、θ = atan2(b, a),極式就是 r∠θ。
3 + 4i 的極式是什麼?
絕對值是 √(3² + 4²) = 5,輻角是 atan2(4, 3) ≈ 0.927295 弧度,也就是 53.130102°。所以 3 + 4i 以弧度表示是 5∠0.927295,以度表示是 5∠53.130102°。
怎麼求複數的絕對值和輻角?
絕對值是到原點的距離,r = √(a² + b²)。輻角是從正實軸量起的角度,θ = atan2(b, a)。在「直角式」欄位輸入數字,「絕對值 r」和「輻角 θ」兩列就會給出兩個值;絕對值如果是 √2 這類根號,會以精確形式顯示。
複數的輻角是什麼?
它是這個數與正實軸所夾的角度。這個工具顯示的是主值:弧度時大於 -π 且最大到 π,度數時大於 -180° 且最大到 180°。-1 + i 的輻角是 3π/4(135°),不是 -π/4。
0 的輻角是多少?
0 沒有方向,所以沒有輻角。輸入 0 時,「輻角 θ」列會顯示「0 無定義」,而絕對值是 0。
要怎麼把極式轉回直角式?
在「極式」欄位輸入,例如選了度的情況下輸入 2∠60。「直角式」欄位會顯示成 a + bi 的形式,這裡是 1 + 1.732051i。手算的話,a = r cos θ、b = r sin θ。
複數的指數形式怎麼寫?
指數形式是 r·e^(iθ),r 和 θ 與極式相同。1 + i 的指數形式是 √2·e^(iπ/4)。這個工具可以讀取指數形式的輸入,例如在「極式」欄位輸入 2e^(i pi/3),但結果會以 r∠θ 顯示。
可以用在相量和交流電路嗎?
可以。選「度」,在「極式」欄位輸入 10∠-90 這樣的相量,就會得到 -10i;輸入 3 + 4j 則會得到 5∠53.130102°。虛數單位寫成 i 或 j 都可以。
會顯示計算步驟嗎?
不會。它只顯示答案,也就是絕對值和輻角,不提供詳細解法。公式都寫在這個頁面上,你可以拿自己的算法和結果對照。