2. Mod-Arg Form
y
z = x + iy
y
O
x
x
Modulus
The modulus of a complex number is the
length of the vector OZ
3. Mod-Arg Form
y
z = x + iy
r z
O
x
Modulus
The modulus of a complex number is the
length of the vector OZ
r 2 x2 y2
r x2 y2
y
x
4. Mod-Arg Form
y
z = x + iy
r z
O
x
Modulus
The modulus of a complex number is the
length of the vector OZ
r 2 x2 y2
r x2 y2
y
x
z x2 y2
5. Mod-Arg Form
y
z = x + iy
r z
arg z
O
x
Modulus
The modulus of a complex number is the
length of the vector OZ
r 2 x2 y2
r x2 y2
y
x
z x2 y2
Argument
The argument of a complex number is
the angle the vector OZ makes with the
positive real (x) axis
6. Mod-Arg Form
y
z = x + iy
r z
arg z
O
x
Modulus
The modulus of a complex number is the
length of the vector OZ
r 2 x2 y2
r x2 y2
y
x
z x2 y2
Argument
The argument of a complex number is
the angle the vector OZ makes with the
positive real (x) axis
y
arg z tan
x
1
arg z
8. e.g . Find the modulus and argument of 4 4i
4 4i 4 2 4
2
32
4 2
9. e.g . Find the modulus and argument of 4 4i
4 4i 4 4
2
32
4 2
2
4
arg4 4i tan
4
tan 1 1
1
10. e.g . Find the modulus and argument of 4 4i
4 4i 4 4
2
32
4 2
2
4
arg4 4i tan
4
tan 1 1
1
4
11. e.g . Find the modulus and argument of 4 4i
4 4i 4 4
2
32
4 2
2
4
arg4 4i tan
4
tan 1 1
1
4
Every complex number can be written in terms of its modulus and
argument
12. e.g . Find the modulus and argument of 4 4i
4 4i 4 4
2
32
4 2
2
4
arg4 4i tan
4
tan 1 1
1
4
Every complex number can be written in terms of its modulus and
argument
z x iy
r cos ir sin
r cos i sin
13. e.g . Find the modulus and argument of 4 4i
4 4i 4 4
2
2
32
4 2
4
arg4 4i tan
4
tan 1 1
1
4
Every complex number can be written in terms of its modulus and
argument
z x iy
r cos ir sin
r cos i sin
The mod-arg form of z is;
z r cos i sin
z rcis
where; r z
arg z
25. Mod-Arg Relations
1 z1 z2 z1 z2
arg z1 z 2 arg z1 arg z 2
NOTE:
Multiplication
rotates z1 by
arg z2
26. Mod-Arg Relations
1 z1 z2 z1 z2
arg z1 z 2 arg z1 arg z 2
Proof: let z1 r1cis1 and z 2 r2 cis 2
z1 z 2 r1 cos1 i sin 1 r2 cos 2 i sin 2
NOTE:
Multiplication
rotates z1 by
arg z2
27. Mod-Arg Relations
1 z1 z2 z1 z2
arg z1 z 2 arg z1 arg z 2
Proof: let z1 r1cis1 and z 2 r2 cis 2
NOTE:
Multiplication
rotates z1 by
arg z2
z1 z 2 r1 cos1 i sin 1 r2 cos 2 i sin 2
r1r2 cos1 cos 2 i sin 1 cos 2 i cos1 sin 2 sin 1 sin 2
r1r2 cos1 cos 2 sin 1 sin 2 isin 1 cos 2 cos1 sin 2
28. Mod-Arg Relations
1 z1 z2 z1 z2
arg z1 z 2 arg z1 arg z 2
Proof: let z1 r1cis1 and z 2 r2 cis 2
NOTE:
Multiplication
rotates z1 by
arg z2
z1 z 2 r1 cos1 i sin 1 r2 cos 2 i sin 2
r1r2 cos1 cos 2 i sin 1 cos 2 i cos1 sin 2 sin 1 sin 2
r1r2 cos1 cos 2 sin 1 sin 2 isin 1 cos 2 cos1 sin 2
r1r2 cos1 2 i sin 1 2
29. Mod-Arg Relations
1 z1 z2 z1 z2
arg z1 z 2 arg z1 arg z 2
Proof: let z1 r1cis1 and z 2 r2 cis 2
NOTE:
Multiplication
rotates z1 by
arg z2
z1 z 2 r1 cos1 i sin 1 r2 cos 2 i sin 2
r1r2 cos1 cos 2 i sin 1 cos 2 i cos1 sin 2 sin 1 sin 2
r1r2 cos1 cos 2 sin 1 sin 2 isin 1 cos 2 cos1 sin 2
r1r2 cos1 2 i sin 1 2
z1 z 2 r1r2
z1 z 2
30. Mod-Arg Relations
1 z1 z2 z1 z2
arg z1 z 2 arg z1 arg z 2
Proof: let z1 r1cis1 and z 2 r2 cis 2
NOTE:
Multiplication
rotates z1 by
arg z2
z1 z 2 r1 cos1 i sin 1 r2 cos 2 i sin 2
r1r2 cos1 cos 2 i sin 1 cos 2 i cos1 sin 2 sin 1 sin 2
r1r2 cos1 cos 2 sin 1 sin 2 isin 1 cos 2 cos1 sin 2
r1r2 cos1 2 i sin 1 2
z1 z 2 r1r2
arg z1 z 2 1 2
z1 z 2
arg z1 arg z 2
31. Mod-Arg Relations
1 z1 z2 z1 z2
arg z1 z 2 arg z1 arg z 2
Proof: let z1 r1cis1 and z 2 r2 cis 2
NOTE:
Multiplication
rotates z1 by
arg z2
z1 z 2 r1 cos1 i sin 1 r2 cos 2 i sin 2
r1r2 cos1 cos 2 i sin 1 cos 2 i cos1 sin 2 sin 1 sin 2
r1r2 cos1 cos 2 sin 1 sin 2 isin 1 cos 2 cos1 sin 2
r1r2 cos1 2 i sin 1 2
z1 z 2 r1r2
arg z1 z 2 1 2
z1 z 2
arg z1 arg z 2
NOTE: it follows that;
z1 z 2 z3 z n z1 z 2 z3 z n
arg z1 z 2 z3 z n arg z1 arg z 2 arg z3 arg z n
33. z1
z1
2
z2 z2
z
arg 1 arg z1 arg z 2
z2
NOTE: it follows that;
z1 z 2
z1 z 2
z3 z 4 z3 z 4
z1 z 2
arg
z z arg z1 arg z 2 arg z3 arg z 4
3 4
34. z1
z1
2
z2 z2
z
arg 1 arg z1 arg z 2
z2
NOTE: it follows that;
z1 z 2
z1 z 2
z3 z 4 z3 z 4
z1 z 2
arg
z z arg z1 arg z 2 arg z3 arg z 4
3 4
3 z z
n
n
argz n n arg z
35. e.g. Find the modulus and argument of z
5 i 2 i
3 2i
36. e.g. Find the modulus and argument of z
2
2
52 12 2 1
z
32 2 2
5 i 2 i
3 2i
37. e.g. Find the modulus and argument of z
2
2
52 12 2 1
z
32 2 2
26 5
13
10
5 i 2 i
3 2i
38. 5 i 2 i
e.g. Find the modulus and argument of z
3 2i
2
2
2
2
5 1 2 1
1
2
1
z
2
2
arg z tan 1 tan 1 tan 1
3 2
5
2
3
26 5
13
10
39. 5 i 2 i
e.g. Find the modulus and argument of z
3 2i
2
2
2
2
5 1 2 1
1
2
1
z
2
2
arg z tan 1 tan 1 tan 1
3 2
5
2
3
26 5
1119 153 26 33 41
13
175 48
10
40. 5 i 2 i
e.g. Find the modulus and argument of z
3 2i
2
2
2
2
5 1 2 1
1
2
1
z
2
2
arg z tan 1 tan 1 tan 1
3 2
5
2
3
26 5
1119 153 26 33 41
13
175 48
10
Patel: Exercise 4B; evens
Patel: Exercise 4C; 1 to 10 evens
Cambridge: Exercise 1D; 9, 11, 13, 14, 16, 20