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幅角主值計算

複數輻角主值是指在複平面上,對於一個非零複數 \( z \),其輻角主值 \( \arg(z) \) 是 \( z \) 的輻角 \( \theta \) 的一個特定值,滿足 \( 0 \leq \theta < 2\pi \)。辐角主值是唯一的,即使复数 \( z \) 的辐角有无限多个值,这些值之间相差 \( 2\pi \) 的整数倍。

輻角主值的計算可以通過以下步驟進行:

將複數 \( z \) 表示為三角形式,即 \( z = r(\cos\theta + i\sin\theta) \),其中 \( r \) 是 \( z \) 的模,\( \theta \) 是輻角。

確定 \( z \) 在複平面上的位置,即象限

根據 \( z \) 所在的象限,使用反正切函式 \( \arctan \) 或相應的三角函式關係計算輻角主值。例如,在第一象限,\( \arg(z) = \arctan(\frac{y}{x}) \);在第二象限,\( \arg(z) = \arctan(\frac{y}{x}) + \pi \);在第三象限,\( \arg(z) = \arctan(\frac{y}{x}) - \pi \);在第四象限,\( \arg(z) = -\arctan(\frac{y}{x}) \)。

需要注意的是,輻角主值滿足 \( -\pi < \arg(z) \leq \pi \),这是因为在复平面上,一个复数和其共轭复数的幅值相同,相角相反,所以取的是这样的区间。

綜上所述,輻角主值的計算依賴於複數在複平面上的位置和象限,通過適當的三角函式關係來確定。