高中虚数i的运算公式(数学复数知识点总结)
虚数单位I最常见的定义是=i,定义是=-1(我比较喜欢这个)。请注意,对于负实值的平方根,或任何根,当涉及到以下乘积时,您必须小心。
这显然是错误的;应该是。=-1.这里有一个限制:取两个负实数的平方根的乘积时,每个因子在相乘前都要转换成复数。这个转化看起来是这样的,
复数有实部和复部。比如复数z=a bi有a的实部和b的虚部,可以写成re (z)=a,im (z)=b,如果一个复数的实部是0,那么这个数就是纯虚的。像7这样的数是常见的复数,它的虚部是0。可以在复平面上画复数,复平面有实轴和虚轴。这种bi形式也被称为复数的矩形形式。
在数字系统中,nzqr;复数是实数的超集。它们是独一无二的,有现实世界的应用,就像复数做实数做不到的事情一样。复数的集合类似于实数R和有序实数对的集合(你可以把每个复数看成是它的实部和虚部的有序对)。但复数相对于实数的一个基本优势是:求复数的乘积非常简单,结果是另一个复数;试图找到两个有序实偶的乘积是非常复杂的。
在现实世界中,复数的应用出现在二维流体力学中,或者在工程中代表平面的旋转,因为复数提供了二维系统的精彩表达。
基本算术:复数的求和,模和共轭
计算复数的和很简单,你只需要把它们的实部和虚部相加。例如, I(437 I)(1234 I)=(4312)I(734)=6527 I。换句话说,Z1 Z2=(Re(Z1)(Z2)]I[IM(Z1)IM(Z2)]。你要做的就是把I当成其他常规的代数变量,加上类似的项。更直观的解释是用复数的向量。当两个复数相加时,你在求两个向量的和,将一个向量的底部平移到另一个向量的顶部。
复数的绝对值/半径/模数是一个数在复平面原点的位置。利用距离公式,我们得到复数z=a bi的模r为r=。| z1z2 |是两个复数的绝对值,表示复平面上两个复数点之间的距离。这样一个等式| z (34i) |=3表示距离34i 3个单位的所有复数的集合。解集可以画成一个圆。
复数z=a bi的共轭,用z-表示,等于abi。换句话说,它是一个反映在实轴上的复数。它的性质是,如果你取一个复数和它的共轭的乘积,你总是得到模的平方。实际上,这就是你得到平方和公式的方式。
共轭复数有很多性质;这里有一些:
下面是一个众所周知的定理的例子,它涉及到多项式使用共轭的性质。
复数共轭定理:给出了多项式P(x),如果a-bi是多项式的根,那么a-bi也一定是根。
复数的极坐标形式
到目前为止,我们一直在考虑复数的实部和虚部。还有一种表示复数的方法,在某些情况下更有用。它使用复数的模和它的辐射角(从右X轴到指向复数的向量)。下图中,r是模数和振幅角。换句话说,lzl=r,=arctan(y/x)。
所以复数可以写成:
复数还有一种极坐标形式:
利用它可以推导出著名的欧拉公式。请看复数的欧拉公式。
下面是利用复数的极坐标形式对复数进行的乘、除、乘、根的运算。