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Conteúdo principal

Introdução aos números complexos

Aprenda o que são números complexos e entenda o que são suas partes reais e imaginárias.
No sistema de números reais, não há solução para a equação x2=1. Nesta lição, vamos estudar um novo sistema de números no qual a equação tem uma solução.
A espinha dorsal deste novo sistema numérico é o número i, também conhecido como unidade imaginária.
  • i2=1
  • 1=i
Se pegarmos os múltiplos desta unidade imaginária, podemos criar novos números infinitamente, tais como 3i, i5, e 12i. Estes são exemplos de números imaginários.
No entanto, podemos ir além e somar números reais a números imaginários, como 2+7i e 32i. Essas combinações são chamadas de números complexos.

Definição de números complexos

Um número complexo é qualquer número que pode ser escrito como a+bi, sendo i a unidade imaginária e a e b os números reais.
a+biiParteParterealimaginária
a é chamado de parte real do número, e b é a parte imaginária do número.
A tabela abaixo mostra exemplos de números complexos, com as partes real e imaginária identificadas. Algumas pessoas acham mais fácil identificar as partes real e imaginária se o número estiver escrito na forma padrão.
Número complexoForma padrão a+biDescrição das partes
7i22+7iA parte real é 2 e a parte imaginária é 7
43i4+(3)iA parte real é 4 e a parte imaginária é 3
9i0+9iA parte real é 0 e a parte imaginária é 9
22+0iA parte real é 2 e a parte imaginária é 0

Teste seu conhecimento

Problema 1
Qual é a parte real de 13,2i+1?
  • Sua resposta deve ser
  • um número inteiro, como 6
  • uma fração própria simplificada, como 3/5
  • uma fração imprópria simplificada, como 7/4
  • um número misto, como 1 3/4
  • um número decimal exato, como 0,75
  • um múltiplo de pi, como 12 pi ou 2/3 pi

Problema 2
Qual é a parte imaginária de 2114i?
  • Sua resposta deve ser
  • um número inteiro, como 6
  • uma fração própria simplificada, como 3/5
  • uma fração imprópria simplificada, como 7/4
  • um número misto, como 1 3/4
  • um número decimal exato, como 0,75
  • um múltiplo de pi, como 12 pi ou 2/3 pi

Problema 3
Qual é a parte real de 17i?
  • Sua resposta deve ser
  • um número inteiro, como 6
  • uma fração própria simplificada, como 3/5
  • uma fração imprópria simplificada, como 7/4
  • um número misto, como 1 3/4
  • um número decimal exato, como 0,75
  • um múltiplo de pi, como 12 pi ou 2/3 pi

Classificação de números complexos

Já sabemos o que é um número real e acabamos de definir o que é um número complexo. Agora, vamos voltar e dar uma definição apropriada para um número imaginário.
Um número imaginário é um número complexo a+bi, em que a=0.
Da mesma forma, podemos dizer que um número real é um número complexo a+bi, em que b=0.
Com base na primeira definição, podemos concluir que todo número imaginário é também um número complexo. A partir da segunda definição, podemos concluir que todo número real também é um número complexo.
Além disso, pode haver números complexos que não são nem números reais nem números imaginários, como 4+2i.
Números complexos4+2i35iNúmeros reais512,23Números imaginários5i12,2i3i

Pergunta para reflexão

A afirmação a seguir é verdadeira ou falsa?
Todo número complexo é ou real ou imaginário.
Escolha 1 resposta:

Exemplos

Na tabela baixo, classificamos vários números como real, puramente imaginário e/ou complexo.
Real(b=0)Imaginário(a=0)Complexo(a+bi)
7+8i(7+8i)X
3(3+0i)XX
1(1+0i)XX
1,3i(0+(1,3)i)XX
100i(0+100i)XX
Observe que, na tabela, todos os números listados são números complexos! Em geral, isso é verdade!

Agora é sua vez!

Problema 4
Que tipo de número é 2+3i?
Escolha todas as respostas aplicáveis:

Problema 5
Que tipo de número é 10,2?
Escolha todas as respostas aplicáveis:

Problema 6
Que tipo de número é 17i?
Escolha todas as respostas aplicáveis:

Por que esses números são importantes?

Então, por que estudamos números complexos? Acredite você ou não, os números complexos têm várias aplicações - como engenharia elétrica e mecânica quântica, só para citar alguns!
De um ponto de vista puramente matemático, uma coisa legal que os números complexos nos permitem é calcular qualquer equação polinomial.
Por exemplo, a equação polinomial x22x+5=0 não tem qualquer solução real ou imaginária. Contudo, ela tem duas soluções complexas. Elas são 1+2i e 12i.
Conforme continuarmos nossos estudos matemáticos, vamos aprender mais sobre esses números e onde eles são usados.

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