虚数的定义
“虚数”包括什么?
“虚数”包括形如a+b*i的数,其中a,b是实数,且b≠0,i = - 1。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a+b*i的实部a可对应平面上的横轴,虚部b与对应平面上的纵轴,这样虚数a+b*i可与平面内的点(a,b)对应。可以将虚数bi添加到实数a以形成形式a + bi的复数,其中实数a和b分别被称为复数的实部和虚部。一些作者使用术语纯虚数来表示所谓的虚数,虚数表示具有非零虚部的任何复数。虚数的作用:如果涉及到旋转角度的改变,处理起来更方便。比如,一条船的航向是 3 + 4i 。如果该船的航向,逆时针增加45度,计算新航向。45度的航向就是 1 + i 。计算新航向,只要把这两个航向 3 + 4i 与 1 + i 相乘就可以了(原因在下一节解释):( 3 + 4i ) * ( 1 + i ) = ( -1 + 7i )所以,该船的新航向是 -1 + 7i 。如果航向逆时针增加90度,就更简单了。因为90度的航向就是 i ,所以新航向等于:( 3 + 4i ) * i = ( -4 + 3i )。
虚数是什么 举一个例子
一个数的平方是负数,那么这个数是虚数。i,2i ,-2i ,3.14i等,总之非零实属a,ai就是虚数。在数学中,虚数就是形如a+b*i的数,其中a,b是实数,且b≠0,i²=- 1。 什么是虚数 在数学里,将偶指数幂是负数的数定义为纯虚数。所有的虚数都是复数。定义为i²=-1。但是虚数是没有算术根这一说的,所以±√(-1)=±i。对于z=a+bi,也可以表示为e的iA次方的形式,其中e是常数,i为虚数单位,A为虚数的幅角,即可表示为z=cosA+isinA。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。虚数没有正负可言。不是实数的复数,即使是纯虚数,也不能比较大小。 虚数的由来 随着数学的发展,数学家发现一些 三次方程的实数根还非得用负数的平方根 表示不可。而且,如果承认了负数的平方根,那么代数方程的有无根问题就可以得到解决,并且会得出n次方程有n个根这 样一个令人满意的结果。此外,对负数的 平方根按数的运算法则进行运算,结果也是正确的。 意大利数学家卡尔丹作出一个折中表示,他称负数的平方根为 “虚构的数”,意思是,可以承认它为数,但不像实数那样可以表示实际存在的 量,而是虚构的。到了 1632年,法国数学家笛卡儿,正式给了负数的平方根一个 大家乐于接受的名字——虚数。 虚数的虚字表示它不代表实际的 数,而只存在于想象之中。尽管虚数是 “虚”的,但数学家却没有放松对它的研 究,他们发现了关于虚数的许许多多的性 质和应用。大数学家欧拉提出了 “虚数单位”的概念,他把U 作为虚数单位,用符号i表示,相当于实数的单位1。虚数有了单位,就能像实数 一样,写成虚数单位倍数的形式了。 从此,数学家把实数与虚数同等对待,并合称为复数,于是,数的家族得到 了统一。任何一个复数可以写成a+bi的 形式,当b=0时a+bi=a,它就是实数,当 b#0时,a+bi就是虚数了。
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
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