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什么是虚数?虚数的定义是什么?

2023-07-05 15:56:02 编辑:join 浏览量:561

什么是虚数?虚数的定义是什么?

虚数是形如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。

首先,假设有一根数轴,上面有两个反向的点:+1和-1。这根数轴的正向部分,可以绕原点旋转。显然,逆时针旋转180度,+1就会变成-1。这相当于两次逆时针旋转90度。

因此,我们可以得到下面的关系式:(+1) * (逆时针旋转90度) * (逆时针旋转90度) = (-1),如果把+1消去,这个式子就变为:(逆时针旋转90度)^2 = (-1) ,将"逆时针旋转90度"记为 i :i^2 = (-1)。

扩展资料

一、虚数加法的物理意义

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 ,计算合成力。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 )。

二、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 )。

参考资料来源:

标签:虚数,定义

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