شرحدرسالأعدادالمركبة(ComplexNumbers)
مقدمةعنالأعدادالمركبة
الأعدادالمركبةهيأعدادتتكونمنجزئين:جزءحقيقيوجزءتخيلي.يتمالتعبيرعنهاعادةبالصيغةa+biحيث:-aهوالجزءالحقيقي-bهوالجزءالتخيلي-iهيالوحدةالتخيليةحيثi²=-1شرحدرسالأعدادالمركبة
تاريخالأعدادالمركبة
ظهرتالأعدادالمركبةلأولمرةفيالقرنالسادسعشرعندماحاولعلماءالرياضياتحلمعادلاتلايمكنحلهاباستخدامالأعدادالحقيقيةفقط.كانجيرولاموكاردانوأولمنقدموصفًامنهجيًالهذهالأعدادفيعام1545.
خصائصالأعدادالمركبة
- الجمعوالطرح:(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i
- الضرب:(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i
- القسمة:يتمضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام
التمثيلالهندسي
يمكنتمثيلالعددالمركبعلىالمستوىالديكارتيحيث:-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي-كلعددمركبيقابلنقطةفيهذاالمستوى
الصيغةالقطبية
يمكنالتعبيرعنالعددالمركبباستخدامالصيغةالقطبية:z=r(cosθ+isinθ)حيث:-rهوالمقياس(الطول)-θهيالزاوية(الوسع)
تطبيقاتالأعدادالمركبة
- فيالهندسةالكهربائيةلحسابدوائرالتيارالمتردد
- فيمعالجةالإشاراتوالتحليلالطيفي
- فيميكانيكاالكموفيزياءالجسيمات
- فيالرسوماتالحاسوبيةوالتحريك
خاتمة
الأعدادالمركبةليستمجردمفهومرياضينظري،بللهاتطبيقاتعمليةواسعةفيالعديدمنالمجالاتالعلميةوالتقنية.فهمهذهالأعداديفتحالبابلفهمأكثرتعمقًاللعديدمنالظواهرالطبيعيةوالتقنياتالحديثة.
شرحدرسالأعدادالمركبةمقدمةعنالأعدادالمركبة
الأعدادالمركبةهيأعدادتتكونمنجزئين:جزءحقيقيوجزءتخيلي.يتمالتعبيرعنهابالصيغةالعامةa+biحيث:-aهوالجزءالحقيقي-bهوالجزءالتخيلي-iهيالوحدةالتخيليةحيثi²=-1
شرحدرسالأعدادالمركبةخصائصالأعدادالمركبة
الجمعوالطرح:عندجمعأوطرحعددينمركبين،نجمع/نطرحالأجزاءالحقيقيةوالتخيليةبشكلمنفصل.مثال:(3+2i)+(1-4i)=(3+1)+(2-4)i=4-2i
شرحدرسالأعدادالمركبةالضرب:نستخدمخاصيةالتوزيعمعتذكرأنi²=-1.مثال:(2+3i)(1-2i)=2(1)+2(-2i)+3i(1)+3i(-2i)=2-4i+3i-6i²=2-i-6(-1)=8-i
شرحدرسالأعدادالمركبةالقسمة:نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقاملإزالةiمنالمقام.مثال:(1+i)/(2-i)=[(1+i)(2+i)]/[(2-i)(2+i)]=(2+i+2i+i²)/(4-i²)=(1+3i)/5
شرحدرسالأعدادالمركبة
التمثيلالهندسي
يمكنتمثيلالعددالمركبa+biكنقطةفيالمستوىالمركبحيث:-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي
شرحدرسالأعدادالمركبةالصيغةالقطبية
يمكنالتعبيرعنالعددالمركببالصيغةالقطبيةr(cosθ+isinθ)حيث:-rهوالمقياس(المسافةمنالأصلللنقطة)-θهيالزاويةمعالمحورالحقيقيالموجب
شرحدرسالأعدادالمركبةتطبيقاتالأعدادالمركبة
- فيالهندسةالكهربائيةلحسابدوائرالتيارالمتردد
- فيمعالجةالإشاراتوتحليلالموجات
- فيميكانيكاالكموفيزياءالجسيمات
- فيالرسوماتالحاسوبيةوالتحويلاتالهندسية
الخاتمة
الأعدادالمركبةتوسعمفهومنظامالأعدادالحقيقيةوتقدمأداةقويةلحلمعادلاتلايمكنحلهافينظامالأعدادالحقيقيةفقط.فهمالأعدادالمركبةأساسيفيالعديدمنفروعالرياضياتوالعلومالتطبيقية.
شرحدرسالأعدادالمركبةالأعدادالمركبةهيمفهومرياضيمتقدميمثلتوسيعاًلمجموعةالأعدادالحقيقيةالتينعرفها.فيهذاالدرس،سنستكشفمعاًهذاالنوعالمميزمنالأعدادالذييلعبدوراًأساسياًفيالعديدمنفروعالرياضياتوالهندسةوالفيزياء.
شرحدرسالأعدادالمركبةماهيالأعدادالمركبة؟
العددالمركبهوعدديمكنالتعبيرعنهبالصيغة:a+biحيث:-aوbأعدادحقيقية-iهيالوحدةالتخيليةالتيتحققالمعادلةi²=-1
شرحدرسالأعدادالمركبةفيالعددالمركبa+bi:-aيسمىالجزءالحقيقي(RealPart)-bيسمىالجزءالتخيلي(ImaginaryPart)
شرحدرسالأعدادالمركبةلماذاندرسالأعدادالمركبة؟
- حلالمعادلاتالتيليسلهاحلفيالأعدادالحقيقية(مثلx²+1=0)
- تطبيقاتفيالهندسةالكهربائيةوالفيزياءالكمية
- استخداماتفيمعالجةالإشاراتوالصورالرقمية
- أساسفيالعديدمنالنظرياتالرياضيةالمتقدمة
العملياتالأساسيةعلىالأعدادالمركبة
1.الجمعوالطرح:
(أ+بي)±(ج+دي)=(أ±ج)+(ب±د)ي
شرحدرسالأعدادالمركبة2.الضرب:
(أ+بي)×(ج+دي)=(أج-بد)+(أد+بق)ي
شرحدرسالأعدادالمركبة3.القسمة:
للقسمة،نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام
شرحدرسالأعدادالمركبةالتمثيلالهندسيللأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالعددالمركبa+biكنقطةفيالمستوىالمركب(مستوىأرجاند)حيث:-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي
شرحدرسالأعدادالمركبةالصيغةالقطبيةللعددالمركب
يمكنالتعبيرعنالعددالمركبباستخدامالصيغةالقطبية:r(cosθ+isinθ)حيث:-r=√(a²+b²)هوالمقياس(Modulus)-θ=tan⁻¹(b/a)هوالسعة(Argument)
شرحدرسالأعدادالمركبةخصائصمهمةللأعدادالمركبة
- لكلعددمركبمرافق(Conjugate)وهوa-bi
- يمكنرفعالأعدادالمركبةإلىقوىباستخدامنظريةديموافر
- لهاتطبيقاتفيتحويلفورييهونظريةالدوالالتحليلية
أمثلةتطبيقية
حلالمعادلةالتربيعية:x²+4x+5=0الحل:x=-2±i
شرحدرسالأعدادالمركبةحساب(1+i)³باستخدامنظريةديموافر
شرحدرسالأعدادالمركبة
الخلاصة
الأعدادالمركبةتوسعمفهومناعنالأعدادوتفتحآفاقاًجديدةفيالرياضياتوالتطبيقاتالعملية.فهمهايتطلبإدراكاًللعلاقةبينالجزءالحقيقيوالتخيلي،وكيفيةتمثيلهاهندسياًوإجرائالعملياتعليها.
شرحدرسالأعدادالمركبة