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📈 Complex Number Power De Moivre 計算機

專業免費的 Complex Number Power De Moivre 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
0+2i a + b·i
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是棣美弗定理?

棣美弗定理(De Moivre's Theorem)提供了一種優雅的方式,讓我們能將複數提升至任意次方。與其反覆展開二項式相乘,你只要先把複數寫成極式——也就是用它的模長 r 與輻角 θ 表示——接著將 r 取 n 次方,再把角度乘上 n 即可。本計算機會自動為你完成換算與運算,並同時以極式與直角座標(a + bi)兩種形式回傳結果。

如何使用本計算機

輸入複數 z = a + bi 的實部 a 與虛部 b,再填入指數 n。工具會先計算極式,套用棣美弗定理,然後回報運算後的實部、虛部、模長與輻角。指數 n 可以是任意實數,包含可用來求方根的分數,以及代表倒數的負數。

公式詳解

首先轉換為極式:r = \sqrt{a^{2} + b^{2}} 是複數到原點的距離,而 θ = atan2(b, a) 則是角度。棣美弗定理告訴我們

≤ft(r(\cosθ + i\sinθ)\right)^{n} = r^{n}≤ft(\cos nθ + i\sin nθ\right)

新的模長為 r^{n},新的輻角為 nθ。再換算回直角座標,即得 r^{n}·\cos(nθ) + i· r^{n}·\sin(nθ)。

實例演算

以 z = 1 + i、n = 2 為例。此時 r = \sqrt{1^{2} + 1^{2}} = √(2),θ = 45^{\circ}。套用棣美弗定理,模長變為 (√(2))^{2} = 2,輻角變為 2 × 45^{\circ} = 90^{\circ}。因此

z^{2} = 2(\cos 90^{\circ} + i\sin 90^{\circ}) = 0 + 2i

你也可以直接驗算:(1 + i)^{2} = 1 + 2i + i^{2} = 2i。✓

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

n 可以是負數或分數嗎?
可以。負的 \(n\) 會得到倒數次方,分數的 \(n\) 則會得到其中一個方根(也就是對應主輻角的主根)。
為什麼要用 atan2 而不是 arctan?
\(\operatorname{atan2}(b, a)\) 能正確判斷角度所在的象限,而單純的 \(\arctan(b/a)\) 會遺失正負號資訊,且當 \(a = 0\) 時無法運算。
如果 z = 0 怎麼辦?
此時模長為 0,所以當 \(n\) 為正數時 \(0^{n} = 0\);輻角在數學上沒有定義,但本計算機在此一律視為 0。