虚数和复数分别是什么?

莲蓬怎么吃2023-02-20  31

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。

我们把形如z=a+bi(a,b均为实数)的数称为复数,其中a称为实部,b称为虚部,i称为虚数单位。当虚部等于零时,这个复数可以视为实数;当z的虚部不等于零时,实部等于零时,常称z为纯虚数。

复数域是实数域的代数闭包,即任何复系数多项式在复数域中总有根。 复数是由意大利米兰学者卡当在十六世纪首次引入,经过达朗贝尔、棣莫弗、欧拉、高斯等人的工作,此概念逐渐为数学家所接受。

扩展资料:

一、虚数的定义:

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。

二、复数的定义:

数集拓展到实数范围内,仍有些运算无法进行(比如对负数开偶数次方),为了使方程有解,我们将数集再次扩充。

在实数域上定义二元有序对z=(a,b),并规定有序对之间有运算"+"、"×" (记z1=(a,b),z2=(c,d)):

z1 + z2=(a+c,b+d)

z1 × z2=(ac-bd,bc+ad)

容易验证,这样定义的有序对全体在有序对的加法和乘法下成一个域,并且对任何复数z,我们有

z=(a,b)=(a,0)+(0,1) × (b,0)

令f是从实数域到复数域的映射,f(a)=(a,0),则这个映射保持了实数域上的加法和乘法,因此实数域可以嵌入复数域中,可以视为复数域的子域。

记(0,1)=i,则根据我们定义的运算,(a,b)=(a,0)+(0,1) × (b,0)=a+bi,i × i=(0,1) × (0,1)=(-1,0)=-1,这就只通过实数解决了虚数单位i的存在问题。

形如  的数称为复数(complex number),其中规定i为虚数单位,且  (a,b是任意实数)

我们将复数中的实数a称为复数z的实部(real part)记作Rez=a

实数b称为复数z的虚部(imaginary part)记作 Imz=b.

当a=0且b≠0时,z=bi,我们就将其称为纯虚数。

复数的集合用C表示,实数的集合用R表示,显然,R是C的真子集。

复数集是无序集,不能建立大小顺序。

参考资料:

百度百科-复数

百度百科-虚数

在数学中,将偶指数幂是负数的数定义为纯虚数。实数和虚数组成的一对数在复数范围内看成一个数,起名为复数复数包含虚数,所以所有的虚数都是复数。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。复数集包含了实数集,因而是复数是实数的扩张。

虚数和复数:

1、虚数:所有的虚数都是复数定义为i=-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。

2、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i ² =−1。

虚数有意义吗?

1、在数学中,虚数是对实数系的扩展。利用复数可以构建四维坐标系,四维坐标系是三维实数坐标系与三维虚数坐标系组合而成的。三维实数坐标系上的点与四维复数坐标系存在映射对应关系,每一个实数坐标点对应两个不同的四维坐标点。因此,虚数只有在四维坐标中才具有现实的数值意义。

2、我们可以在平面直角坐标系中画出虚数系统。如果利用横轴表示全体实数,那么纵轴即可表示虚数。整个平面上每一点对应着一个复数,称为复平面。横轴和纵轴也改称为实轴和虚轴。在此时,一点P坐标为P(a,bi),将坐标乘上i即点绕圆心逆时针旋转90度。

负数开平方,在实数范围内无解。

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)

复数和虚数不一样,形如a+bi的数。式中a,b

为实数,i是

一个满足i2=-1的数,因为任何实数的平方不等于-1,所以i不是实数,而是实数以外的新的数。在复数a+bi中,a

称为复数的实部,b称为复数的虚部,i称为虚数单位。当虚部等于零时,这个复数就是实数;当虚部不等于零时,这个复数称为虚数,虚数的实部如果等于零,则称为纯虚数。由上可知,复数集包含了实数集,因而是实数集的扩张.


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