复数的立方可以通过以下步骤来计算:
1. 表示复数:将复数表示为 ( a + bi ),其中 ( a ) 是实部,( b ) 是虚部,( i ) 是虚数单位,满足 ( i2 = -1 )。
2. 计算立方:复数的立方就是该复数乘以自己两次,即 ( (a + bi)3 )。
3. 展开乘法:使用二项式定理展开乘法,得到:
[
(a + bi)3 = a3 + 3a2bi + 3ab2i2 + b3i3
]
4. 简化:由于 ( i2 = -1 ) 和 ( i3 = i2 cdot i = -i ),可以将上式简化为:
[
a3 + 3a2bi 3ab2 b3i
]
5. 分离实部和虚部:将实部和虚部分开,得到:
[
(a3 3ab2) + (3a2b b3)i
]
这样,复数 ( a + bi ) 的立方就是 ( (a3 3ab2) + (3a2b b3)i )。
举个例子,假设我们要计算复数 ( 2 + 3i ) 的立方:
1. ( a = 2 ),( b = 3 )。
2. ( (2 + 3i)3 = 23 + 3 cdot 22 cdot 3i 3 cdot 2 cdot 32 33i )。
3. ( = 8 + 36i 54 27i )。
4. ( = -46 + 9i )。
所以,复数 ( 2 + 3i ) 的立方是 ( -46 + 9i )。