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sinz的模公式

2025-09-17 08:21:17

问题描述:

sinz的模公式,蹲一个大佬,求不嫌弃我问题简单!

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2025-09-17 08:21:17

sinz的模公式】在复变函数中,正弦函数 $ \sin z $ 的模(即绝对值)是一个重要的数学概念。对于复数 $ z = x + iy $,$ \sin z $ 的模可以通过其定义和一些三角恒等式来推导。本文将对 $ \sin z $ 的模进行总结,并通过表格形式展示相关公式。

一、基本定义与公式

设 $ z = x + iy $,其中 $ x, y \in \mathbb{R} $,则:

$$

\sin z = \sin(x + iy) = \sin x \cos(iy) + \cos x \sin(iy)

$$

利用双曲函数的定义:

- $ \cos(iy) = \cosh y $

- $ \sin(iy) = i \sinh y $

代入得:

$$

\sin z = \sin x \cosh y + i \cos x \sinh y

$$

因此,$ \sin z $ 的实部为 $ \sin x \cosh y $,虚部为 $ \cos x \sinh y $。

二、模的计算公式

根据复数的模的定义:

$$

\sin z = \sqrt{(\text{Re}(\sin z))^2 + (\text{Im}(\sin z))^2}

$$

代入上式:

$$

\sin z = \sqrt{(\sin x \cosh y)^2 + (\cos x \sinh y)^2}

$$

进一步化简:

$$

\sin z = \sqrt{\sin^2 x \cosh^2 y + \cos^2 x \sinh^2 y}

$$

利用恒等式 $ \cosh^2 y - \sinh^2 y = 1 $,可以进一步整理:

$$

\sin z = \sqrt{\sin^2 x + \sinh^2 y}

$$

这是 $ \sin z $ 的模的简洁表达式。

三、总结与对比

以下是对 $ \sin z $ 模的公式总结:

公式名称 表达式
原始表达式 $ \sin z = \sqrt{(\sin x \cosh y)^2 + (\cos x \sinh y)^2} $
简化表达式 $ \sin z = \sqrt{\sin^2 x + \sinh^2 y} $
复数表示 $ \sin z = \sin x \cosh y + i \cos x \sinh y $
实部 $ \sin x \cosh y $
虚部 $ \cos x \sinh y $

四、应用与意义

该公式在复分析、信号处理、物理建模等领域有广泛应用。例如,在电磁场理论中,复数正弦函数的模可以帮助分析波的传播特性;在量子力学中,它也常用于描述波动方程的解。

通过上述内容可以看出,$ \sin z $ 的模不仅具有数学上的美感,也在实际问题中扮演着重要角色。理解其模的计算方式有助于更深入地掌握复变函数的基本性质。

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