命名约定
a,b,c∈C,a=(Re(a),Im(a)),a∗=aˉ,α=arga.
Re(z)=2z+z∗
Im(z)=2iz−z∗
(z1+z2)(z1∗+z2∗)z1z1∗+z2z2∗+z1z2∗+z1∗z2z1⋅z2=(z1+z2)2=z12+z22+2z1⋅z2=2z1z2∗+z1∗z2
当然也有 z1⋅z2=Re(z1∗z2)=Re(z2∗z1).
另一种优雅的证明方法见下。
将二维叉积定义为 a×b=det(a,b).
z1×z2=2z1z2∗−z1∗z2=Im(z1∗z2)=−Im(z2∗z1)
证明 a∗b=∣a∣e−iα∣b∣eiβ=∣a∣∣b∣ei(β−α)=∣a∣∣b∣cos(β−α)+i∣a∣∣b∣sin(β−α)=a⋅b+ia×b
可以由点积表示。
[ab] c=[a⋅cb⋅c]
i 易混淆,我们用 u,v 表示基底。
设 u=a+bi,v=c+di,w=m+ni.
若 w=xu+yv,则有
{ax+cy=mbx+dy=n
由克莱默法则
⎩⎨⎧x=abcdmncd=u×vw×vy=abcdabmn=u×vu×w
x+yi=Im(u∗v)Im(w∗v)+iIm(u∗w)
x+yi=u∗v−uv∗w∗v−wv∗+i(u∗w−uw∗)
a∗b=△a∗b
a∗b=(b∗a)∗(a∗b)∗c=a∗∗(b∗c)a∗(b∗c)=b∗(a∗c)a∗(b∗c)=(a∗∗b)∗c(a∗b)∗c=b∗(a∗∗c)=b∗(ac)a(b∗c)=b∗(ac)=(a∗b)∗ca(b∗c)=(a∗b)∗c(ab)∗c=b∗(a∗c)(a±b)∗c=a∗c±b∗ca∗(b±c)=a∗b±a∗ca−1=a∗1aa−1=a−1a=1a∗a=∣a∣2a∗(ai)=∣a∣2i (共轭交换律) (共轭结合律,即左乘左外共轭律) (左乘右外互通律) (左乘左外共轭律) (左乘左右共轭律) (左乘右外互通律/跨运算结合律) (左乘左外共轭律) (左乘左右共轭律/跨运算结合律) (右分配律) (左分配律) (单位圆反演逆元) (左右逆元相等) (模长平方)