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什么是虚数单位?

2024-07-02 07:37:44 编辑:join 浏览量:550

什么是虚数单位?

规定 i²=-1,并且 i 可以与实数在一起按照同样的运算律进行四则运算,i 叫做虚数单位。

虚数单位i的幂具有周期性,虚数单位用I表示,是欧拉在1748年在其《无穷小分析理论》中提出,但没有受到重视。1801年经高斯系统使用后,才被普遍采用。

虚数单位“i”首先为瑞士数学家欧拉所创用,到德国数学家高斯提倡才普遍使用。高斯第一个引进术语“复数”并记作a+bi。

“虚数”一词首先由笛卡儿提出。早在1800年就有人用(a,b)点来表示a+bi,他们可能是柯蒂斯、棣莫佛、欧拉以及范德蒙。

把a+bi用向量表示的最早的是挪威人卡斯巴·魏塞尔,并且由他第一个给出复数的向量运算法则。

“i”这个符号来源于法文imkginaire——“虚”的第一个字母,不是来源于英文imaginarynumber(或imaginaryquautity)。复数集C来源于英文complexnumber(复数)一词的第一个字母。

扩展资料:

基本性质

实数运算可以延伸至虚数与复数。当计算一个表达式时,我们只需要假设i是一个未知数,然后依照i的定义,替代任何

的出现为-1的更高整数幂数也可以替代为-i,1或i,

一般地,有以下的公式:

其中mod4表示被4除的余数。i与-i方程

有两个不同的解,它们都是有效的,且互为共轭复数。更加确切地,一旦固定了方程的一个解i,那么−i(不等于i)也是一个解,由于这个方程是唯一的定义,因此这个定义表面上有歧义。

然而,只要把其中一个解选定,并固定为i,那么实际上是没有歧义的。这是因为,虽然−i和i在数量上不是相等的(它们是一对共轭虚数),但是i和−i之间没有质量上的区别(−1和+1就不是这样的)。

如果所有的数学书和出版物都把虚数或复数中的+i换成−i,而把−i换成−(−i) = +i,那么所有的事实和定理都依然是正确的。

参考资料:

引进一个新数i,叫做虚数单位,并规定:

(1)它的平方等于-1,即i²=-1.

(2)实数可以与它进行四则运算。进行四则运算时,原有的加法、乘法运算率仍然成立。

虚数单位i定义为二次方程式

的两个解中的一个解。这方程式又可等价表达为

所以虚数单位同样可以表示为:

由于实数的平方绝不可能是负数,我们假设有这么一个数目,给它设定一个符号i。很重要的一点是,i是一个自定义的数学构造。

实数运算可以延伸至虚数与复数。当计算一个表达式时,我们只需要假设i是一个未知数,然后依照i的定义,替代任何

的出现为-1的更高整数幂数也可以替代为-i,1或i,

一般地,有以下的公式:

其中mod4表示被4除的余数。

希望我能帮助你解疑释惑。

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 用直角坐标平面上点 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);复数不能建立大小顺序。

高考的话出在第一道选择题上

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

用直角坐标平面上点

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。

...展开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

用直角坐标平面上点

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);复数不能建立大小顺序。

高考的话出在第一道选择题上收起

i的平方=-1

i就是虚数单位

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

标签:虚数,单位

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