#A09 · Algebra & Number Theory · Lv.3View in 3D Mind-Map

Complex Numbers & Polar Plane

Bombelli, Euler & Gauss · 1799 CE

z=a+bi=r(cos⁡θ+isin⁡θ),i2=−1z = a + bi = r(\cos\theta + i\sin\theta),\quad i^2 = -1
r=∣z∣=a2+b2,θ=atan2⁡(b,a)r = |z| = \sqrt{a^2 + b^2},\quad \theta = \operatorname{atan2}(b, a)

Extends real numbers into the 2D complex plane via i² = -1, completing the Fundamental Theorem of Algebra and turning multiplication into 2D rotation and scaling.

🧮 Live Formula Calculator & Plotter
Real part a
Imag part b
z=3+(4)i  ⟹  ∣z∣=5.00,  θ=53.1∘z = 3 + (4)i \implies |z| = 5.00, \; \theta = 53.1^\circ
절댓값 r = |z|
5.000
편각 θ (deg)
53.1°
제곱 회전 z²
-7.0 + (24.0)i
z = a+bii·z (+90°)

Prerequisite Path (8 STEP)

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Geometric & Intuitive Insight

실수선에서 -1을 곱하는 것이 180° 반전이라면, i를 곱하는 것은 정확히 90° 반시계 방향 회전입니다! 두 번 90° 회전하면 180° 반전이 되므로 i × i = -1 이 기하학적으로 당연해집니다.

Step-by-Step Derivation

  1. Step 1.1단계: 판별식 D < 0 인 이차방정식 x² + 1 = 0 의 해를 i = √(-1) 로 정의합니다.
  2. Step 2.2단계: 복소수 z = a + bi 를 좌표평면의 점 (a, b) 로 대응시키면 원점 거리는 피타고라스 정리에 의해 r = √(a² + b²)
  3. Step 3.3단계: 삼각함수로 치환하면 a = r cos θ, b = r sin θ 이므로 z = r(cos θ + i sin θ) 극형식이 얻어집니다.

AI & Coding Real-World Use

FFT audio/RF signal processing, quantum computing qubit amplitudes, and fractal rendering

#Quantum Computing#RF Signal DSP#2D Rotation
const mag = Math.hypot(re, im); const phase = Math.atan2(im, re);

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