Matemática Numeros Complexos Ensino Médio

Forma polar (trigonométrica) de um complexo

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$$z = |z| \cdot (\cos\theta + i\sin\theta)$$

⚡ Calculadora desta Fórmula

Preencha os valores conhecidos da questão. Ao preencher todas as variáveis menos uma, a calculadora resolve a incógnita restante automaticamente com o passo a passo.

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🎯 O que é e para que serve?

Essa fórmula serve para representar um número complexo usando seu módulo (distância até a origem) e seu argumento (ângulo em relação ao eixo real), em vez da forma algébrica a + bi. Essa representação facilita muito multiplicações, divisões e potenciações de números complexos, além de mostrar visualmente o complexo como um ponto no plano de Argand-Gauss. Importante: z = 0 não tem argumento (θ) definido, já que não há direção associada à origem.

📐 Variáveis e Unidades de Medida

Confira o que significa cada símbolo da fórmula e como identificá-los nos enunciados:

Símbolo Nome Unidade Significado Como Identificar
z Número Complexo adimensional É o número complexo que se quer representar na forma polar, escrito em função de seu módulo e argumento. É o resultado final da representação, geralmente dado inicialmente na forma algébrica z = a + bi e depois convertido.
|z| Módulo do Complexo adimensional Representa a distância do ponto que representa o número complexo até a origem do plano de Argand-Gauss. Calculado a partir da forma algébrica z = a + bi pela fórmula |z| = √(a² + b²).
\theta Argumento do Complexo radianos ou graus É o ângulo formado entre o segmento que liga a origem ao ponto (a, b) e o eixo real positivo, medido no sentido anti-horário. O argumento é multivalorado (definido a menos de múltiplos de 2π); quando se fala do argumento principal Arg(z), geralmente restrito a (-π, π] ou [0, 2π), é preciso especificar isso, sobretudo ao trabalhar com potências e raízes. Calculado por meio das relações cos θ = a/|z| e sen θ = b/|z|, geralmente expresso em radianos ou graus.

📝 Passo a Passo de Como Resolver

Para escrever um número complexo z = a + bi na forma polar: 1) Calcule o módulo |z| = √(a² + b²). 2) Determine o argumento θ usando cos θ = a/|z| e sen θ = b/|z|, identificando o quadrante correto pelos sinais de a e b. 3) Substitua |z| e θ na fórmula z = |z|(cos θ + i sen θ) para obter a forma polar (trigonométrica).

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🔄 Variações Algébricas (Isolando Incógnitas)

Dependendo da questão, você precisará encontrar outra variável além da principal:

Isolando z
$$z = |z| \cdot (\cos\theta + i\sin\theta)$$
Isolando |z|
$$|z| = \sqrt{a^2 + b^2}, \text{ onde } a \text{ e } b \text{ são as partes real e imaginária de } z \text{ (não se calcula dividindo } z \text{ por } \cos\theta+i\sin\theta\text{, pois isso reintroduziria } z\text{)}$$
Isolando \theta
$$\theta = \cos^{-1}\left(\frac{a}{|z|}\right), \text{ com } a = \text{parte real de } z \quad (\text{cuidado: perde a informação de quadrante — prefira } \theta = \operatorname{atan2}(b, a), \text{ com } b = \text{parte imaginária}; \text{ indefinido se } z=0)$$

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