什么是虚数

时间:2024-03-15 19:23:23编辑:奇事君

虚数是什么?

虚数可以表示为z=a+bi(a、b∈R),当a=0,b≠0时就表示的是纯虚数。

【扩展】
虚数就是其平方是负数的数。虚数这个名词是17世纪著名数学家笛卡尔创立,因为当时的观念认为这是真实不存在的数字。后来发现虚数可对应平面上的纵轴,与对应平面上横轴的实数同样真实。
1777年瑞士数学家欧拉(或译为欧勒)开始使用符号i[其中i=√(-1)]表示虚数的单位,后来人们将虚数和实数有机地结合起来,写成a+bi形式,其中a称为该虚数的实部,b称为该虚数的虚部,且a、b均为实数,当复数的实部为0且虚部不为0时,平方是负数的数定义为纯虚数
即为已知:当b=0时,z=a,这时复数成为实数 当a=0且b≠0时,z=bi,我们就将其称为纯虚数。
负数是纯虚数的充要条件:
1:z=a+bi(a,b∈R)是纯虚数a=0且b≠0
2:z是纯虚数z+z'=0且z≠0
3: z是纯虚数z²<0


什么是虚数?

什么是虚数?
负数开平方,在实数范围钉无解。

数学家们就把这种运算的结果叫做虚数,因为这样的运算在实数范围内无法解释,所以叫虚数。

实数和虚数组成的一对数在复数范围内看成一个数,起名为复数。

于是,实数成为特殊的复数(缺序数部分),虚数也成为特殊的复数(缺实数部分)。



虚数单位为i, i即根号负1。

3i为虚数,即根号(-3), 即3×根号(-1)

2+3i为复数,(实数部分为2,虚数部分为3i)
什么是虚数单位?
i的平方=-1

i就是虚数单位

高三数学课本上有

我们将形如:Z=x+iy的数称为复数,其中i为虚数单位,并规定i^2=i*i=-1.x与y是任意实数,依次称为z的实部(real part)与虚部(imaginary part),分别表示为Rz=x , Im z=y. 易知:当y=0时,z=x+iy=x+0,我们就认为它是实数;当x=0时z=x+iy=0+iy我们就认为它是纯虚数。设 Z1=x+iy是一个复数,称 Z2=x-iy为Z1的共轭复数。

复数的四则运算规定为:

(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i,

(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i,

(a+bi)•(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i,

(c与d不同时为零)

(a+bi)÷(c+di)=[(ac+bd) / (c^2+d^2)]+[(bc-ad) / (c^2+d^2)] i,

(c+di)不等于0

复数有多种表示形式,常用形式 z=a+bi 叫做代数式。

此外有下列形式。

①几何形式。复数z=a+bi 用直角座标平面上点 Z(a,b )表示。这种形式使复数的问题可以借助图形来研究。也可反过来用复数的理论解决一些几何问题。

②向量形式。复数z=a+bi用一个以原点O为起点,点Z(a,b)为终点的向量OZ表示。这种形式使复数的加、减法运算得到恰当的几何解释。

③三角形式。复数z=a+bi化为三角形式

z=r(cosθ+sinθi)

式中r= sqrt(a^2+b^2),叫做复数的模(或绝对值);θ 是以x轴为始边;向量OZ为终边的角,叫做复数的辐角。这种形式便于作复数的乘、除、乘方、开方运算。

④指 数形式。将复数的三角形式 z=r( cosθ+isinθ)中的cosθ+isinθ换为 exp(iθ),复数就表为指数形式z=rexp(iθ)

复数三角形式的运算:

设复数z1、z2的三角形式分别为r1(cosθ1+isinθ1)和r2(cosθ2+isinθ2),那么z1z2=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)]

z1÷z2=r1÷r2[cos(θ1-θ2)+isin(θ1-θ2)],若复数z的三角形式为r(cosθ+isinθ),那么z^n=r^n(cosnθ+isinnθ),n√z=n√r[cos(2kπ+θ)/n+isin(2kπ+θ)/n](k=1,2,3……)必须记住:z的n次方根是n个复数。

复数的乘、除、乘方、开方可以按照幂的运算法则进行。复数集不同于实数集的几个特点是:开方运算永远可行;一元n次复系数方程总有n个根(重根按重数计);复俯不能建立大小顺序。

高考的话出在第一道选择题上


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