شرحدرسالأعدادالمركبة(ComplexNumbers)
مقدمةعنالأعدادالمركبة
الأعدادالمركبةهيأعدادتتكونمنجزئين:جزءحقيقيوجزءتخيلي.يتمالتعبيرعنهابالصيغةالعامةa+biحيث:-aهوالجزءالحقيقي-bهوالجزءالتخيلي-iهيالوحدةالتخيليةحيثi²=-1شرحدرسالأعدادالمركبة
تاريخالأعدادالمركبة
ظهرتفكرةالأعدادالمركبةلأولمرةفيالقرنالسادسعشرعندماحاولعلماءالرياضياتحلمعادلاتلايمكنحلهاباستخدامالأعدادالحقيقيةفقط.كانجيرولاموكاردانوأولمنقدمهذهالفكرةفيكتابه"آرسماغنا"عام1545.
العملياتالأساسيةعلىالأعدادالمركبة
1.الجمعوالطرح
لجمعأوطرحعددينمركبين،نجمعأونطرحالأجزاءالحقيقيةوالأجزاءالتخيليةكلعلىحدة:(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i
2.الضرب
لضربعددينمركبين،نستخدمخاصيةالتوزيعونأخذفيالاعتبارأنi²=-1:(a+bi)(c+di)=ac+adi+bci+bdi²=(ac-bd)+(ad+bc)i
3.القسمة
لقسمةعددينمركبين،نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام:(a+bi)/(c+di)=[(a+bi)(c-di)]/(c²+d²)
شرحدرسالأعدادالمركبةالتمثيلالهندسيللأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالعددالمركبa+biكنقطةفيالمستوىالإحداثيحيث:-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي
شرحدرسالأعدادالمركبةالصيغةالقطبيةللأعدادالمركبة
يمكنالتعبيرعنالعددالمركبباستخدامالصيغةالقطبية:z=r(cosθ+isinθ)حيث:-rهوالمقياس(الطول)للعددالمركب-θهيالزاوية(الوسيطة)التييصنعهامعالمحورالحقيقي
شرحدرسالأعدادالمركبةتطبيقاتالأعدادالمركبة
للأعدادالمركبةتطبيقاتعديدةفي:1.الهندسةالكهربائية2.معالجةالإشارات3.ميكانيكاالكم4.الرسوماتالحاسوبية5.نظريةالتحكم
شرحدرسالأعدادالمركبةخاتمة
الأعدادالمركبةهيأداةرياضيةقويةتوسعمفهومناعنالأعدادوتفتحآفاقاًجديدةفيحلالمعادلاتالرياضيةوتطبيقاتهاالعملية.فهمهذهالأعداديمثلأساساًمهماًللعديدمنفروعالرياضياتالمتقدمةوالعلومالتطبيقية.
شرحدرسالأعدادالمركبةالأعدادالمركبةهيمفهومرياضيمتقدميمثلتوسيعاًلمجموعةالأعدادالحقيقية.فيهذاالدرس،سنستكشفأساسياتالأعدادالمركبة،تمثيلها،خصائصها،وعملياتهاالحسابية.
شرحدرسالأعدادالمركبة1.تعريفالعددالمركب:العددالمركبهوعدديمكنالتعبيرعنهبالصيغة:[z=a+bi]حيث:-(a)و(b)أعدادحقيقية-(i)هيالوحدةالتخيليةالتيتحقق(i^2=-1)
شرحدرسالأعدادالمركبة2.الأجزاءالرئيسية:-الجزءالحقيقي(Realpart):(a)-الجزءالتخيلي(Imaginarypart):(b)
شرحدرسالأعدادالمركبة3.التمثيلالهندسي:يمكنتمثيلالأعدادالمركبةعلىالمستوىالمركب(مستوىأرجاند)حيث:-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي
شرحدرسالأعدادالمركبة4.العملياتالأساسية:أ)الجمعوالطرح:[(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i]
شرحدرسالأعدادالمركبةب)الضرب:[(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i]
شرحدرسالأعدادالمركبةج)القسمة:للقسمة،نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام.
شرحدرسالأعدادالمركبة5.المرافقالمركب:مرافقالعدد(z=a+bi)هو:[\overline{ z}=a-bi]
شرحدرسالأعدادالمركبة6.المعيار(المقدار):معيارالعددالمركبهو:[|z|=\sqrt{ a^2+b^2}]
شرحدرسالأعدادالمركبة7.الصيغةالقطبية:يمكنالتعبيرعنالعددالمركببالصيغةالقطبية:[z=r(cosθ+isinθ)]حيث:-(r=|z|)-(θ)هيالزاوية(الوسيطة)
شرحدرسالأعدادالمركبة8.صيغةأويلر:[e^{ iθ}=cosθ+isinθ]وهذايعطيالصيغةالأسيةللعددالمركب:[z=re^{ iθ}]
شرحدرسالأعدادالمركبة9.تطبيقاتالأعدادالمركبة:-تحليلالدوائرالكهربائية-معالجةالإشارات-ميكانيكاالكم-الرسوماتالحاسوبية
شرحدرسالأعدادالمركبة10.أمثلةتطبيقية:مثال1:احسب((3+2i)+(1-4i))الحل:((3+1)+(2-4)i=4-2i)
شرحدرسالأعدادالمركبةمثال2:أوجدمرافق(5-3i)الحل:(5+3i)
شرحدرسالأعدادالمركبةالخلاصة:الأعدادالمركبةأداةرياضيةقويةتوسعنطاقحلالمعادلاتوتقدمتمثيلاًهندسياًمفيداً.فهمهايتطلبإدراكالعلاقةبينالجزأينالحقيقيوالتخيلي،وإتقانالعملياتالأساسيةعليها.
شرحدرسالأعدادالمركبةمقدمة
الأعدادالمركبة(ComplexNumbers)هيأعدادتتكونمنجزأين:جزءحقيقي(RealPart)وجزءتخيلي(ImaginaryPart).تمثلهذهالأعدادامتدادًالمجموعةالأعدادالحقيقيةوتستخدمفيالعديدمنالمجالاتمثلالهندسةوالفيزياءوالهندسةالكهربائية.
شرحدرسالأعدادالمركبةتعريفالعددالمركب
يمكنكتابةالعددالمركبعلىالصورة:
[z=a+bi]
حيث:
-aهوالجزءالحقيقي.
-bهوالجزءالتخيلي.
-iهيالوحدةالتخيليةوتُعرفبالعلاقة(i^2=-1).
العملياتالأساسيةعلىالأعدادالمركبة
1.الجمعوالطرح
لجمعأوطرحعددينمركبين،نجمعأونطرحالأجزاءالحقيقيةوالتخيليةبشكلمنفصل:
[(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i]
[(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i]
2.الضرب
لضربعددينمركبين،نستخدمخاصيةالتوزيعونأخذفيالاعتبارأن(i^2=-1):
[(a+bi)\cdot(c+di)=ac+adi+bci+bdi^2=(ac-bd)+(ad+bc)i]
3.القسمة
لقسمةعددينمركبين،نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام(ComplexConjugate)لتبسيطالمقام:
[\frac{ a+bi}{ c+di}=\frac{ (a+bi)(c-di)}{ c^2+d^2}]
التمثيلالهندسيللأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالعددالمركب(z=a+bi)كنقطةفيالمستوىالإحداثي(المستوىالمركب)،حيث:
-المحورالأفقي(x)يمثلالجزءالحقيقي.
-المحورالرأسي(y)يمثلالجزءالتخيلي.
الصورةالقطبيةللأعدادالمركبة
يمكنالتعبيرعنالعددالمركبباستخدامالصورةالقطبية:
[z=r(\cos\theta+i\sin\theta)]
حيث:
-rهوالمقياس(Modulus)ويُحسببالعلاقة(r=\sqrt{ a^2+b^2}).
-θهيالزاوية(Argument)وتُحسببالعلاقة(\theta=\tan^{ -1}\left(\frac{ b}{ a}\right)).
تطبيقاتالأعدادالمركبة
تستخدمالأعدادالمركبةفي:
-تحليلالدوائرالكهربائية.
-معادلاتالحركةالموجية.
-الرسوماتالحاسوبيةوالهندسة.
خاتمة
الأعدادالمركبةتلعبدورًاأساسيًافيالرياضياتالتطبيقيةوالعلومالهندسية.فهمخصائصهاوعملياتهايساعدفيحلالعديدمنالمسائلالمعقدةبكفاءة.
شرحدرسالأعدادالمركبةمقدمةعنالأعدادالمركبة
الأعدادالمركبةهيأعدادتتكونمنجزئين:جزءحقيقيوجزءتخيلي.يتمالتعبيرعنهابالصيغةالعامةa+biحيث:-aهوالجزءالحقيقي-bهوالجزءالتخيلي-iهيالوحدةالتخيليةوتساويالجذرالتربيعيللعدد-1(i²=-1)
شرحدرسالأعدادالمركبةخصائصالأعدادالمركبة
الجمعوالطرح:عندجمعأوطرحعددينمركبين،نجمع/نطرحالأجزاءالحقيقيةوالأجزاءالتخيليةكلعلىحدةمثال:(3+2i)+(1-4i)=(3+1)+(2-4)i=4-2i
شرحدرسالأعدادالمركبةالضرب:نستخدمخاصيةالتوزيعمعتذكرأنi²=-1مثال:(2+3i)(1-2i)=2(1)+2(-2i)+3i(1)+3i(-2i)=2-4i+3i-6i²=2-i-6(-1)=8-i
شرحدرسالأعدادالمركبةالقسمة:نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقاملإزالةiمنالمقاممثال:(3+4i)/(1-2i)نضربفي(1+2i)/(1+2i)
شرحدرسالأعدادالمركبة
التمثيلالهندسيللأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالعددالمركبa+biكنقطةفيالمستوىالإحداثي(مستوىالأعدادالمركبة)حيث:-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي
شرحدرسالأعدادالمركبةالصيغةالقطبيةللأعدادالمركبة
يمكنالتعبيرعنالعددالمركبباستخدامالصيغةالقطبية:r(cosθ+isinθ)حيث:-rهوالمقياس(الطول)ويحسببالعلاقةr=√(a²+b²)-θهيالزاوية(الوسع)وتحسببالعلاقةθ=arctan(b/a)
شرحدرسالأعدادالمركبةتطبيقاتالأعدادالمركبة
- فيالهندسةالكهربائيةلحسابدوائرالتيارالمتردد
- فيمعالجةالإشاراتوالتحليلالطيفي
- فيميكانيكاالكموفيزياءالجسيمات
- فيالرسوماتالحاسوبيةوالتحريك
الخاتمة
الأعدادالمركبةتوسعمفهومنظامالأعدادالحقيقيةوتقدمأداةرياضيةقويةلحلمعادلاتلايمكنحلهاباستخدامالأعدادالحقيقيةفقط.فهمالأعدادالمركبةأساسيفيالعديدمنالتخصصاتالعلميةوالهندسيةالمتقدمة.
شرحدرسالأعدادالمركبةمقدمةعنالأعدادالمركبة
الأعدادالمركبةهيأعدادتتكونمنجزئين:جزءحقيقيوجزءتخيلي.يمكنالتعبيرعنهابالصيغةالعامةa+biحيث:-aهوالجزءالحقيقي-bهوالجزءالتخيلي-iهيالوحدةالتخيليةالتيتساويالجذرالتربيعيللعدد-1(i²=-1)
شرحدرسالأعدادالمركبةخصائصالأعدادالمركبة
الجمعوالطرح:عندجمعأوطرحعددينمركبين،نجمع/نطرحالأجزاءالحقيقيةوالأجزاءالتخيليةكلعلىحدة.مثال:(3+2i)+(1-4i)=(3+1)+(2-4)i=4-2i
شرحدرسالأعدادالمركبةالضرب:نضربالأعدادالمركبةباستخدامخاصيةالتوزيعمعتذكرأنi²=-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:لقسمةعددينمركبين،نضربالبسطوالمقامفيمرافقالمقام.مثال:(3+4i)/(1-2i)=[(3+4i)(1+2i)]/[(1-2i)(1+2i)]=(-5+10i)/5=-1+2i
شرحدرسالأعدادالمركبة
التمثيلالهندسيللأعدادالمركبة
يمكنتمثيلالعددالمركبa+biكنقطةفيالمستوىالمركب(مستوىأرجاند)حيث:-المحورالأفقييمثلالجزءالحقيقي-المحورالرأسييمثلالجزءالتخيلي
شرحدرسالأعدادالمركبةالصيغةالقطبيةللأعدادالمركبة
يمكنالتعبيرعنالعددالمركببالصيغةالقطبيةr(cosθ+isinθ)حيث:-rهوالمقياس(الطول)ويحسببالعلاقةr=√(a²+b²)-θهيالزاوية(الوسع)وتحسببالعلاقةθ=arctan(b/a)
شرحدرسالأعدادالمركبةتطبيقاتالأعدادالمركبة
- فيالهندسةالكهربائيةلحسابدوائرالتيارالمتردد
- فيمعالجةالإشاراتوالتحليلالطيفي
- فيميكانيكاالكموفيزياءالموجات
- فيحلالمعادلاتالتفاضلية
الخاتمة
الأعدادالمركبةتوسعمفهومنظامالأعدادالحقيقيةوتوفرأداةقويةلحلالعديدمنالمسائلالرياضيةوالعلميةالتيلايمكنحلهاباستخدامالأعدادالحقيقيةفقط.فهمخصائصهاوعملياتهاالأساسيةيعدأساسياًللعديدمنالتطبيقاتالعلميةوالهندسيةالمتقدمة.
شرحدرسالأعدادالمركبة