大家好,今天来为大家解答虚数是什么意思这个问题的一些问题点,包括虚数和复数分别是什么也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~本文目录虚数有什么意义虚数和复数分别是什么虚数的本质是什么虚数的含义复数中的实数、虚数、纯虚数是怎样定义的虚数有什么意义这道题很有趣,所以我十八线科普网
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虚数有什么意义
这道题很有趣,所以我十八线科普网红超模君又来了:
莱布尼茨就曾说:虚数是神灵遁迹的精微而奇异的隐秘所,它大概是介于存在与不存在之间的两栖动物。
连大神都这样形容虚数,然而各位模友还记得当初老师跟我们讲虚数的时候是怎样讲的吗?
是不是直接说i2=-1呢。
小天连连点头:老师就是这样说的。实话说,我现在也不知道为什么是这样。只知道
。。。
那今天超模君就从i说起吧。
关于i的定义,首先,我们在实数轴上标好1和-1。
现在我们将数轴的正向部分,绕着原点逆时针旋转180°,这样,+1就变成了-1。
那如果我们分开两次来旋转,就变成了这样:
这时,你是不是已经发现数轴上的那一个小小的i了?
小天迷糊中。。。
事实上,i的本质是单位周期结构最基本形式,它并不是一个数,确切地说就是一个旋转量。
而关于这个旋转量,根据上面所说的旋转变换,我们可以列出这个关系式:
1·(逆时针旋转90°)·(逆时针旋转90°)=-1
即(逆时针旋转90°)2=-1。
现在我们将”逆时针旋转90°”记为i,终于得出了老师们讲的i2=-1。
因此,i就是意味着逆时针旋转90°,-i就是顺时针旋转90°。
下面这个图就很直观的表达了关于i的运算。
也许会有人觉得困惑:为什么要给-1开平方?这样转换来转换去的到底有什么用?
别急,我们先讲讲复数的定义。
现在,我们将纵轴作为虚数轴,横轴作为实数轴。
如果我们不是旋转90°,而是旋转45°的话,就得到了1+i。
任意实数旋转某一个角度所得到的点就用a+bi来表示,这就是复数的定义式。
虚数的引入,大大方便了涉及到旋转的计算。比如,物理学需要计算”力的合成”。假定一个力是3+i,另一个力是1+3i,请问它们的合成力是多少?
根据”平行四边形法则”,你马上得到,合成力就是(3+i)+(1+3i)=(4+4i)。
这就是虚数加法的物理意义。
如果涉及到旋转角度的改变,处理起来更方便。
假设我们现在一艘船上,船的航向是3+4i,我们现在将船的航向逆时针旋转45°,那么,我们最新的航向应该如何表示?
45°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。(为什么要相乘呢?)
所以,新的航向就是-1+7i。
这就是虚数乘法的物理意义:改变旋转角度。
最后,对于为什么旋转=乘,有一个非常简单的证明。
任何复数a+bi,都可以改写成旋转半径r与横轴夹角θ的形式。假定现有两个复数a+bi和c+di,可以将它们改写如下:
a+bi=r1*(cosα+isinα)c+di=r2*(cosβ+isinβ)
这两个复数相乘,(a+bi)(c+di)就相当于
r1*r2*(cosα+isinα)*(cosβ+isinβ)
展开后面的乘式,得到
cosα*cosβ-sinα*sinβ+i(cosα*sinβ+sinα*cosβ)
根据三角函数公式,上面的式子就等于
cos(α+β)+isin(α+β)
所以,
(a+bi)(c+di)=r1*r2*(cos(α+β)+isin(α+β))
虚数和复数分别是什么
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
复数包括实部与虚部,其中对于任何复数Z=a+bi来说,a是它的实部,bi是它的虚部,实数可以被认为是虚部为零的复数;就是说实数a等价于复数a+0i。这里的a和b是实数,而i是虚数单位,它有着性质i2=?1。
实数分为有理数(如三份之二)和无理数(无限不循环,如圆周率)。虚数通俗一点就是X平方加1等于0.解得X平方等于一个负数,那么这就要用虚数来表示了。你知道实数平方大于等于零,虚数就好像你在初中之前不知道有负数一样咯。
虚数的本质是什么
虚数不表示实际的物理意义,它只是为计算过程方便而引进的。其中虚数还包括非纯虚数和纯虚数,非纯虚数的形式是a+bi,而纯虚数的形式是bi,其中i是单位。
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。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可对应平面上的纵轴,这样虚数a+b*i可与平面内的点(a,b)对应。
虚数的含义
虚数是一种数学概念,它是一个复数,由实数和虚数组成,其中实数部分为0,虚数部分不为0。虚数的定义为:虚数是一个复数,其实部分为0,虚部不为0。
虚数的计算可以用一个名为虚数单位的特殊数字i来表示,它的定义为:i=√-1,它是一个不可以用实数表示的数字,但是可以用来表示虚数。
虚数在数学中有着重要的作用,它可以用来解决一些复杂的数学问题,例如求解多项式方程,解决曲线拟合问题,求解矩阵方程等。
此外,虚数还可以用来解决物理学中的一些问题,例如电动势,磁场,电磁波等,它们都可以用虚数来表示。
总之,虚数是一种重要的数学概念,它可以用来解决一些复杂的数学和物理问题,为科学研究提供了重要的支持。
复数中的实数、虚数、纯虚数是怎样定义的
数学上,实数直观地定义为和数轴上的点一一对应的数。原本的数称作“实数”——意义是“实在的数”。虚数是指平方是负数的数。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
关于虚数是什么意思,虚数和复数分别是什么的介绍到此结束,希望对大家有所帮助。
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