Complex Number
複素数とは a+bi(i²=-1)の形の数であり、実数を 2 次元へ拡張する。信号処理と量子計算の基礎を支える。
目的
すべての多項式方程式に根を与え(代数的閉体)、2 次元回転を自然に表現する。
メカニズム
z=a+bi において、実部が a、虚部が b である。加減算は各成分ごとに行う。乗算は (a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i である。極形式 z=r(cosθ+isinθ)=re^(iθ) では、乗算で絶対値を掛けて偏角を足す。共役は a-bi、絶対値は |z|=√(a²+b²) である。
ユースケース
- 信号処理(フーリエ変換)
- 量子コンピューティングの状態
- 回路解析(インピーダンス)
- フラクタル生成
例
- 入力
(1+2i)(3+4i)Output-5+10iComplex multiplication
よくあるエラー
- Applying real-number arithmetic to complex numbers
- Use a complex-number library or handle real and imaginary parts explicitly