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Polarform

Schüler Gesamtschule, 13. Klassenstufe

Tags: Komplex

 
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latiralis

latiralis aktiv_icon

21:08 Uhr, 29.11.2012

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Kann mir jemand bitte erklären warum wir bei der Umrechnnung von Komplexen Zahlen, von der Kartesischen Form zur Polarform, manchmal arctan benutzen und manchmal auch arcos?

Worin besteht der Unterschied ?

Wäre für dankbar für ein paar Antworten
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Werner-Salomon

Werner-Salomon aktiv_icon

00:07 Uhr, 30.11.2012

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Die kartesische Form besteht aus dem gegebenen Realteil a und Imaginärteil b. Die Polarform aus dem Winkel φ gegenüber der Realachse und dem Betrag r.

Der Betrag lässt sich nach Pythagoras berechnen.
r=a2+b2

zum einen kann man anschließend φ bestimmen nach
φ=arccosar

oder
φ=arctanba

Ohne Kenntnis der Vorzeichen von a und b (was unrealistisch ist) müsste man sogar beides rechnen, da die arc-Funktionen im Bereich von -π bis π nicht eindeutig sind. Denn es gilt:
cosφ=cos(-φ)
und
tanφ=tan(φ+π)

Z.B.: angenommen die Rechnung mit acos ergibt 100° und die mit atan -80°. Dann wären 100° korrekt, da man von -80° durch Addition von 180°(=π) nach 100° kommt.

In der Praxis wird man sich die Vorzeichen von a und b anschauen. Ist a>0, so liefert der atan immer das richtige Ergebnis, und man benötigt r nicht.
Ansonsten kann man den acos benutzen und das Vorzeichen von b für φ übernehmen - das geht immer.

Gruß
Werner


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