thumb|複素数 の複素共役 を取る操作は、複素数平面では実軸対称変換に当たる。 数学において、複素共役(複素共軛、ふくそきょうやく、)とは、複素数の虚部を反数にした複素数をとる操作(写像)のことである。複素数 の共役複素数を記号で で表す複素共役を表すのには上線がよく使われる。上付きのアスタリスク () なども使われるが、行列の随伴行列などとの混乱を避けるためにあまり使われない。

複素数 ( は実数、 は虚数単位)の共役複素数 は

である。極形式表示した複素数 (, は実数)の共役複素数 は、偏角を反数にした複素数である:

複素数の共役をとる複素関数 は環同型である。すなわち次が成り立つ。

複素共役は実数を変えない: が実数 ⇔ 逆に、 上の環準同型写像で、実数を変えないものは、恒等写像か複素共役変換に限られる。

複素共役変換は、 の全ての点で複素微分不可能である。

複素共役変換を 上の線型変換と見ると、その表現行列は

代数方程式について、 「実係数多項式 が虚数根 をもつならば、 の共役複素数 も の虚数根である」 すなわち 実係数多項式 について、 が成り立つ(1746年、ダランベール)。このことは、複素共役変換は環準同型であることから容易に示せる。

定義と特徴づけ 複素数 ( は実数、 は虚数単位)の複素共役とは、

を取る操作のことである。この写像を複素共役変換という。

複素共役変換は環同型写像である。すなわち、複素共役変換 に対して、次が成り立つ。 は全単射

さらに、複素共役は実数を保つ: が実数 逆に、 上の環準同型写像で、実数を変えないものは、恒等写像か複素共役変換に限られるの読書メモ。

(証明) は環準同型写像で、 実数 に対して を満たすとする。

ゆえに、複素数 ( は実数)に対して、

のとき、 は恒等写像。 のとき、 は複素共役変換である。(証明終)

性質 計算法則 を複素数とする。以下の性質が成り立つ。 が実数 ⇔ が純虚数 ⇔

( は整数) 上記の3つの性質は、複素共役を特徴付けるため、重要である。 (対合)

逆数は、絶対値と共役で表せる。

複素数の種々の値 複素共役を用いると、複素数の実部・虚部、絶対値・偏角を表すことができる。

代数方程式 実係数多項式 が虚数根 をもつならば、 の共役複素数 も の根である。すなわち、実数係数多項式 について

が成り立つ(1746年、ダランベール)。このことは複素共役が環準同型であることから分かる。

複素解析 複素共役変換 は、 の全ての点で複素微分不可能である。

実軸の開集合上で実数値をとる実解析的関数について、その解析接続は、共役複素数に対して共役複素数を与える。たとえば複素解析において

(ただし実軸のある領域上で実数値をとる分枝の、複素共役について対称的な領域への拡張について) が成り立つ。

複素数空間 複素線形空間 の標準内積 は次の式で定義される: に対して、

脚注

注釈

出典

参考文献

関連項目

共役 複素数 複素平面 虚数

外部リンク