复数计算器
(3+4i)×(1−2i) = 11−2i——复数把"不存在的平方根"变成现代工程最顺手的工具。
什么是复数计算器?

复数 z = a + bi,其中 i² = −1。四则运算规则:加减对应分量相加减((3+4i)+(1−2i) = 4+2i);乘法按分配律展开并代入 i² = −1((3+4i)(1−2i) = 3−6i+4i−8i² = 11−2i);除法用共轭有理化:分子分母同乘分母的共轭(a−bi),分母变为实数 a²+b²。
复数的几何形象是复平面上的点(实部横轴、虚部纵轴),于是有了两个灵魂属性:模 |z| = √(a²+b²)(到原点距离,3+4i 的模是 5)与辐角 θ = arctan(b/a)(方向角)。极形式 z = r(cosθ + i sinθ) = re^iθ 让乘除变简单:模相乘除、辐角相加减——乘法即"旋转+缩放",这就是复数的几何本质。
曾被视为"不可能存在的数"的虚数,如今是工程学的空气:交流电路中阻抗 Z = R + jωL(相位差自动编码进复数)、信号处理的傅里叶变换全程复数运算、量子力学的波函数本质就是复值函数、流体力学的势流分析靠复变函数。欧拉恒等式 e^iπ + 1 = 0 把五个基本常数一线串起,被誉为最美公式。
虚数单位 i 定义为 i² = −1,它不是「不存在的数」,而是二维平面上「旋转 90°」的代数化身。乘以 i 就是把向量逆时针转 90°:1 乘 i 得 i(指向上),再乘 i 得 −1(指向左)——连续两次 90° 旋转等于 180° 翻转,代数与几何严丝合缝。欧拉公式 e^(iπ) + 1 = 0 把五个最基础的常数缝进一个等式,被称为最美公式。
复数不是数学游戏,而是工程刚需:交流电路里阻抗 Z = R + jX(工程师用 j 避免与电流 i 混淆),电容电感的相位差全靠复数表达;信号处理中傅里叶变换把任何信号分解成复指数叠加;量子力学的波函数本身就是复值函数。本工具与极坐标转换共享模与辐角的几何内核。
(a+bi)(c+di) = (ac−bd) + (ad+bc)i;|z| = √(a²+b²),θ = atan2(b, a)
示例:(3+2i)(1−4i) = 3×1 − 2×(−4) + [3×(−4) + 2×1]i = 11 − 10i。模 |3+2i| = √13 ≈ 3.606,辐角 atan2(2, 3) ≈ 33.69°。除法借助共轭:(3+2i)/(1−4i) = [(3+2i)(1+4i)]/[(1−4i)(1+4i)] = (−5+14i)/17。
| 运算 | 结果 | 几何含义 |
|---|---|---|
| 加减法 | (a±c) + (b±d)i | 复平面上的向量平移 |
| 乘法 | (ac−bd) + (ad+bc)i | 模相乘、辐角相加(旋转缩放) |
| 除法 | 乘 z₂ 的共轭后除以 |z₂|² | 模相除、辐角相减 |
| 共轭 | a − bi | 关于实轴镜像翻转 |
| 模 | √(a²+b²) | 到原点的距离 |
| i 的幂 | i, −1, −i, 1 循环 | 周期 4 的旋转 90° |
如何使用复数计算器
- 1
输入两个复数的实部与虚部,选择运算符。
- 2
点击计算,得结果的代数形式、模长与辐角。
计算示例
例 1(3+4i) × (1−2i)
= 3 − 6i + 4i − 8i² = 3 − 2i + 8 = 11 − 2i(i² = −1 代入,−8i² = +8)。模 |z| = √(121+4) = √125 ≈ 11.18。
例 2(3+4i) + (1−2i) 与模辐角
和 = 4 + 2i;模 = √(16+4) = √20 ≈ 4.472;辐角 = arctan(2/4) ≈ 26.57°。复平面上就是向量 (4,2) 的伸缩旋转表示。
例 3二次方程的复根
x² − 4x + 13 = 0:判别式 16 − 52 = −36 < 0,根 x = (4 ± 6i)/2 = 2 ± 3i。验证:(2+3i) + (2−3i) = 4(韦达定理和 = 4 成立),(2+3i)(2−3i) = 4 + 9 = 13(积 = 13 成立)——共轭复根永远成对出现。
例 4交流电路阻抗
电阻 R = 30Ω 与容抗 X = −40Ω 串联,总阻抗 Z = 30 − 40j(Ω)。|Z| = 50Ω,相位角 atan2(−40, 30) ≈ −53.13°——电流超前电压 53.13°。220V 电压下电流幅值 = 220/50 = 4.4A,这就是相量法的日常计算。
例 5复数乘法即旋转
把点 1+2i 逆时针旋转 45° 并放大 √2 倍:乘子为 √2·e^(i·45°) = 1+i(模 √2、辐角 45°)。计算 (1+2i)(1+i) = 1 + i + 2i − 2 = −1+3i。新点模 |−1+3i| = √10,恰为原模 √5 的 √2 倍、辐角从 63.4° 转到 108.4°(恰加 45°)——模相乘、角相加的性质完美验证。
注意事项
除法务必共轭有理化:同乘 (c−di),分母变实数 c²+d²,分母为零(除数为 0)无定义。
i 的幂周期为 4:i¹=i、i²=−1、i³=−i、i⁴=1,i²⁰²⁶ = i² = −1。
共轭复数 z·z̄ = |z|²(实数),是除法与模长计算的枢纽。
复数无大小之分(不能比较 3+4i 与 2+5i 谁大),只比模长。
除法永远走共轭路线:分母实数化 = 分子分母同乘分母共轭,分母变成 |z₂|²(实数),切记不要试图直接对 a+bi 形式的分子做长除。
开方有多值性:−1 的平方根有 ±i 两个,n 次方根有 n 个均匀分布在单位圆上,「主值」只是约定不是唯一答案。
复数不能比大小:复平面上没有与运算相容的全序关系,说「3+4i > 2+i」是无意义的,只能比较模的大小。
常见问题
参考资料
凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-04-29
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Calcton. 复数计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/imaginary-calc, 2026-04-29.
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参考来源与更新说明
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最后更新:2026-04-29。
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