Ототожнюють пару вигляду з дійсним числом а. Неважко перевірити, що при такому ототожнені сумою і добутком пар і є пари , які за прийнятою умовою ототожнюються з числами і відповідно.
Аналогічно можна показати, що різниця і частка пар і
- пари з нульовими другими елементами, тобто дійсні числа (для частки вважається, що
).
Візьмемо тепер пару і за правилом множення пар помножимо її саму на себе:
(6) в результаті множення дістали пару
, яка відповідає дійсному числу -1. Ввівши для пари
спеціальне позначення
, рівність (6) можна записати у вигляді
або
.
Проста перевірка показує, що будь – яку пару дійсних чисел можна записати у вигляді
або за прийнятою умовою про ототожнення множини всіх пар
і множини всіх дійсних чисел а і прийнятого позначення для пари
, у вигляді
. (7)
Введено операції додавання і множення впорядкованих пар дійсних чисел і показано, що будь – яке комплексне число можна записати у вигляді комбінації впорядкованих пар дійсних чисел (7).
2.6 Геометрична інтерпретація комплексних чисел.
2.6.1. Зображення комплексних чисел точками на площині
Розглянемо площину з введеною на ній прямокутною декартовою системою координат. Поставимо у відповідність кожному комплексному числу (х і у – дійсні числа) у відповідність точку
координатної площини. Зауважимо, що встановлену відповідність між безліччю комплексних чисел і множиною точок координатної площини взаємно однозначно. Зауважимо також, що кожній точці
координатної площини поставлений у відповідність радіус – вектор
(мал.3), координати якого співпадають з координатами точки Z.
мал.3
Площина, на якій зображуються у вигляді точок комплексні числа, називається комплексною площиною.
Будь-якому дійсному числу відповідає точка а будь-якому суто уявному числу відповідає точка
. Тому всі дійсні числа зображуються точками осі абсцис, яка називається дійсною віссю, а все чисто уявні числа зображуються точками осі ординат, яка називається уявною віссю.
Наприклад:
1. Зобразіть на комплексній площині число .
Цьому числу відповідає точка комплексної площини з координатами (3;-2), мал.4.
мал.4
2. Зобразіть на комплексній площині всі комплексні числа z, для яких вірно рівність .
Це всі числа, які знаходяться на прямій, заданій наступною умовою х=-1, мал.5.
мал.5
2.6.2. Векторна інтерпретація операцій з комплексними числами
Проілюструємо операції додавання і віднімання комплексних чисел на комплексній площині.
Нехай дані комплексні числа і
. Як відомо, їх сума теж комплексне число:
Розглянемо відповідні числам
,
і
радіус – вектори
і
Тоді
. Нехай вектори
,
не колінеарні. Так як вони мають спільний початок – початок координат т.О, то їх суму – вектор
можна побудувати за допомогою правила паралелограма (мал.6). Кінець цього вектору – точка
- зображення комплексного числа
мал.6
Розглянемо віднімання комплексних чисел і
. Вона дорівнює комплексному числу
Розглянемо відповідні числам
,
і
радіус – вектори
і
Тоді
. Вектори
і
мають спільний початок – початок координат т.О. Побудуємо їх різницю – вектор
- і відкладемо його від початку координат (мал. 7). Кінець цього вектора – точка Z – зображення числа
мал. 7
2.7. Тригонометрична форма комплексного числа.