комплексные числа в электротехнике



Автор Иван Тимофеев задал вопрос в разделе Естественные науки

почему комплексные числа используются в физике и электротехнике достаточно широко зачем в этих науках понятие корня с м и получил лучший ответ

Ответ от Evgeny M.[гуру]
Вещественные числа не являются полной замкнутой системой чисел. Поэтому в рамках только вещественных чисел, многие вещи в физике (и, конечно, в математике) или невозможно доказать или доказательство очень громоздкое и трудное для понимания.
Комплексные числа это самое полное понятие числа, какое только возможно в коммутативной математике, то есть в такой математике, где от перестановки мест слагаемых сумма не меняется и от перестановки мест сомножителей произведение не меняется. Полнота понятия числа является секретом математической мощи комплексных чисел. Обобщения понятия комплексного числа, кватернионы, уже не являются коммутативными относительно операции умножения.
Поэтому в любой науке любая математика должна по идее быть математикой комплексных чисел. По другому просто невозможно. Но дело в том, что из всех наук, только физика (и ее ближайшие сестры, типа астрономии) наиболее математизирована. И математические методы наиболее сильно проникли в физику. В отличие от биологии, истории, политологии и др. , куда математика не проникла так глубоко.
Поэтому создается такое впечатление, что, якобы, в физике есть комплексные числа, а в других науках их нет. На самом деле по мере развития других наук и по мере их математизации, комплексные числа вылезут и там тоже. Вспомните, что 150 лет назад в физике не было никаких комплексных чисел, хотя математики во всю с ними уже работали. Просто физика в те времена еще не была так математизирована, как сейчас.

Ответ от 1 2[гуру]
В электротехнике описываются фазы, которые могут быть положительными и отрицательными, при формулах с корнем позволяет обеспечить более универсальную запись.
В физике.. . не встречал, приведите пожалуйста пример.

Ответ от Mikhail Levin[гуру]
понятие корня тут практически не при чем.
комплексные числа удобно представляют двумерные объекты, причем сложение получается как у векторов, а умножение соответствует повороту.
те же ряды Фурье, так любимые в обработке сигналов и радиотехнике можно выписывать и без комплексных чисел, одними синусами и косинусами - но формулы будут вдвое длиннее и вдвое непонятнее.
в самом деле, расширение матанализа на комплексную плоскость - это очень естественная операция. Например, после нее становится понятно сходство между тригонометрическими и гиперболическими функциями, сразу становятся красивыми теоремы, которые были некрасивыми на прямой.
ну для примера: степенной ряд на прямой может сходиться внутри отрезка сходимости, а на границах может сходиться или не сходиться - непредсказуемо и непонятно от чего это зависит.
а вот в комплексных числах все теоремы о сходимости абсолютно такие же, но любой ряд сходится в круге, на границе которого лежит точка разрыва функции.

Ответ от Андрей Котоусов[гуру]
Использование комплексных чисел и мнимой единицы i позволяют существенно упростить промежуточные выкладки. Вот так выглядит каноническое представление формулы
для решения кубического уравнения. Как видите, в записи формул присутствует мнимая единица i. На практике, применение формулы приведет к тому, что у вас получится либо три вещественны корня, либо один вещественный и два комплесных. В свое время, умение решать кубическое уравнение было очень акутальной задачей, поскольку таким образом расчитывались регуляторы давления паровых машин, в частности регулятор Ватта.
Сейчас, по тем же самым причинам комплесные числа и мнимая единица i.используются в научных расчетах и в расчетах схем переменного тока. Причина прежняя - расчеты выполняются проще и они наглядней. В определенных задачах комплексный ответ дает сразу две важных характеристики. Например, при расчете электрического колебательного контура получилась комплексаная частота. Что это значит? Все очень просто. Действительная часть комплексной частоты - это частота в привычном понимании, связанная с периодом колебаний. Мнимая часть частоты описывает время затухания сигнала. И таких примеров много, когда одно комплексное число дает сразу два ответа.

Ответ от 3 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: почему комплексные числа используются в физике и электротехнике достаточно широко зачем в этих науках понятие корня с м
спросили в Числа Число
Что такое комплексные числа?
Комплексные числа — расширение множества вещественных чисел, обычно обозначается . Любое
подробнее...
спросили в Техника
зачем нужны комплексные числа?
Комплексные числа образуют самую настоящую замкнутую коммутативную систему. То есть это самые
подробнее...

Зачем нужны комплексные числа? Где это используется?
вы будете смеяться но большинство людей не только комплексными числами но и биномом ньютона никогда
подробнее...

что такое медь это прикол если хотите ответте
МЕДЬ
МЕДЬ Cu (cuprum), химический элемент IB подгруппы (семейства монетных металлов - Cu, Ag,
подробнее...

Чему равен корень из минус единицы?
Мнимой единице. Обозначается символом i, в электротехнике обычно как j, чтобы отличить от тока.подробнее...
Ответ от 3 ответа[гуру]
Привет! Вот еще темы с похожими вопросами:

География : определите "лицо" Северо-Западного района.
Самый маленький по площади район России (212 тыс. км2). Состав: г. Санкт-Петербург, Ленинградская,
подробнее...
спросили в Техника
почему sqrt(-1)=i ?
В общем-то, нипочему.

Просто решали - решали математики в веке эдак 18-ом уравнения
подробнее...

объясните как решать квадратное уравнения с отрицательным дискриминантом?
Ты там что то намудрил) если дискриминант отрицательный, то дальше не считают. Уравнение не имеет
подробнее...
 

Ответить на вопрос:

Имя*

E-mail:*

Текст ответа:*
Проверочный код(введите 22):*