الأعدادالمركبةشرحشاملومبسط
مقدمةعنالأعدادالمركبة
الأعدادالمركبة(الأعدادالعقدية)هيأعدادتتكونمنجزئين:جزءحقيقيوجزءتخيلي.تُكتبعادةًعلىالصورةa+bi،حيث:
-aهوالجزءالحقيقي
-bهوالجزءالتخيلي
-iهيالوحدةالتخيلية،حيثi²=-1الأعدادالمركبةشرحشاملومبسط
تعتبرالأعدادالمركبةامتدادًاللأعدادالحقيقية،وتلعبدورًاأساسيًافيالعديدمنالمجالاتمثلالهندسةالكهربائية،الفيزياء،ومعالجةالإشارات.
خصائصالأعدادالمركبة
الجمعوالطرح:
عندجمعأوطرحعددينمركبين،نجمعأونطرحالأجزاءالحقيقيةوالتخيليةبشكلمنفصل.
مثال:
(3+2i)+(1+4i)=(3+1)+(2+4)i=4+6i
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسطالضرب:
لضربعددينمركبين،نستخدمخاصيةالتوزيعمعتذكرأنi²=-1.
مثال:
(2+3i)×(1+2i)=2×1+2×2i+3i×1+3i×2i=2+4i+3i+6i²=2+7i+6(-1)=-4+7i
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسطالقسمة:
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسط
لقسمةعددينمركبين،نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام(يتمتغييرإشارةالجزءالتخيلي).
مثال:
(5+2i)÷(1-3i)=[(5+2i)(1+3i)]÷[(1-3i)(1+3i)]=...=(-1+17i)/10
التمثيلالهندسيللأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالعددالمركبa+biكنقطةفيالمستوىالإحداثي(مستوىالأعدادالمركبة)،حيث:
-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي(a)
-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي(b)
هذاالتمثيليُعرفباسممخططأرغاند،وهويساعدفيفهمالعملياتالجبريةهندسيًا.
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسطالقيمةالمطلقةوالزاوية
لكلعددمركبz=a+bi،يمكنحساب:
1.المعيار(القيمةالمطلقة):
|z|=√(a²+b²)
2.الزاوية(الطور):
θ=arctan(b/a)
هذهالقيمتُستخدمفيالصورةالقطبيةللأعدادالمركبة:z=r(cosθ+isinθ)،حيثr=|z|.
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسطتطبيقاتالأعدادالمركبة
- الهندسةالكهربائية:تُستخدمفيتحليلدوائرالتيارالمتردد.
- معالجةالإشارات:تساعدفيتحليلالإشاراتوالترددات.
- الفيزياءالكمية:تلعبدورًافيمعادلاتميكانيكاالكم.
الخلاصة
الأعدادالمركبةأداةرياضيةقويةتُستخدمفيالعديدمنالتطبيقاتالعلميةوالهندسية.فهمهايتطلبإدراكالعلاقةبينالجزأينالحقيقيوالتخيلي،وكيفيةتمثيلهاهندسيًاوجبريًا.
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسطالأعدادالمركبة(ComplexNumbers)هيأحدالمفاهيمالأساسيةفيالرياضياتالتيتجمعبينالأعدادالحقيقيةوالأعدادالتخيلية.تُستخدمهذهالأعدادعلىنطاقواسعفيالعديدمنالمجالاتمثلالهندسةالكهربائية،الفيزياء،ومعالجةالإشارات.فيهذاالمقال،سنتعرفعلىماهيةالأعدادالمركبة،خصائصها،وكيفيةالتعاملمعها.
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسطماهيالأعدادالمركبة؟
العددالمركبهوعدديمكنالتعبيرعنهبالصيغةالتالية:
[z=a+bi]
حيث:
-(a)هوالجزءالحقيقيمنالعددالمركب.
-(b)هوالجزءالتخيليمنالعددالمركب.
-(i)هوالوحدةالتخيلية،وتُعرفبأنهاالجذرالتربيعيللعدد(-1)،أيأن(i^2=-1).
علىسبيلالمثال،العدد(3+4i)هوعددمركبحيثالجزءالحقيقيهو3والجزءالتخيليهو4.
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسطتمثيلالأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالأعدادالمركبةبعدةطرق،منها:
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسط- التمثيلالجبري:وهوالتعبيرعنالعددالمركببالصيغة(a+bi).
- التمثيلالهندسي:حيثيمكنتمثيلالعددالمركبكنقطةفيالمستوىالمركب(المستوىالديكارتي)،حيثيمثلالمحورالأفقيالجزءالحقيقيوالمحورالرأسيالجزءالتخيلي.
- التمثيلالقطبي:يُعبرعنالعددالمركبباستخدامالمسافةمنالأصل(المعروفةباسمالمقياسأوالقيمةالمطلقة)والزاويةالتييصنعهامعالمحورالحقيقي(المعروفةباسمالسعة).
العملياتالأساسيةعلىالأعدادالمركبة
1.الجمعوالطرح
لجمعأوطرحعددينمركبين،نجمعأونطرحالأجزاءالحقيقيةوالأجزاءالتخيليةبشكلمنفصل.
مثال:
[(2+3i)+(1-4i)=(2+1)+(3i-4i)=3-i]
2.الضرب
لضربعددينمركبين،نستخدمخاصيةالتوزيعونأخذفيالاعتبارأن(i^2=-1).
مثال:
[(1+2i)\times(3-i)=1\times3+1\times(-i)+2i\times3+2i\times(-i)]
[=3-i+6i-2i^2=3+5i-2(-1)=3+5i+2=5+5i]
3.القسمة
لقسمةعددينمركبين،نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام(وهوالعددالمركبنفسهمعتغييرإشارةالجزءالتخيلي).
مثال:
[\frac{ 1+2i}{ 3-4i}=\frac{ (1+2i)(3+4i)}{ (3-4i)(3+4i)}]
[=\frac{ 3+4i+6i+8i^2}{ 9+12i-12i-16i^2}=\frac{ 3+10i-8}{ 9+16}=\frac{ -5+10i}{ 25}=\frac{ -1}{ 5}+\frac{ 2}{ 5}i]
تطبيقاتالأعدادالمركبة
- الهندسةالكهربائية:تُستخدمالأعدادالمركبةلتحليلدوائرالتيارالمتردد(AC)وحسابالمعاوقة.
- معالجةالإشارات:تساعدفيتحليلالإشاراتالتردديةمثلتحويلفورييه.
- الفيزياءالكمية:تلعبدورًاأساسيًافيمعادلاتميكانيكاالكم.
الخلاصة
الأعدادالمركبةهيأداةرياضيةقويةتُستخدمفيالعديدمنالتطبيقاتالعلميةوالهندسية.منخلالفهمأساسياتهاوخصائصها،يمكنناتطبيقهابفعاليةفيحلالمشكلاتالمعقدة.سواءكنتتدرسالرياضياتأوالهندسةأوالفيزياء،فإنإتقانالأعدادالمركبةسيفتحأمامكآفاقًاجديدةمنالمعرفةوالتطبيقاتالعملية.
الأعدادالمركبةشرحشاملومبسط