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我们叫它虚数单位不幸的,这是一种贬义的名字给它很久以前,当数学家不喜欢处理负数的平方根。虚数单位的传统符号的信我\ \ ():

\[我^ 2 = 1,大概{1}\ \ qquad i = \]

虚数单位是一个完全独立的实体的实数。这不是在数轴上的任何地方。然而,我们仍然可以做算术。例如,考虑这样一个等式:

\ [(3)^ 2 = -16 \]

如图所示,它没有任何真正的解决办法,但我们可以解决它通过使用虚数单位:

\ [\ displaylines{(3) ^ 2 = -16 \ \ ~大概{-16}\ \ - 3 = \ \ \ ~ \ \ x = \ sqrt {-16} + 3 \ \ ~ \ \ x = \ sqrt {1 \ cdot 16} + 3 \ \ ~大概{1}\ \ x = \ \ cdot \ sqrt {16} + 3 x =我\ \ ~ \ \ \ cdot 4 + 3 \ \ ~ \ \ \ boldsymbol {x = 3 + 4}} \]

因为虚数单位是一个完全独立于实数的东西,这个解决方案不可能进一步减少。我们必须把它写在两个部分:一个真正的一部分(3)和一个虚部(4我\ \ ())。这是所谓的的一个例子复数。复数以这种形式:

\ [x = a + bi \]

的值\ \ ()是一个实数对应于真实的一部分。的值\ (b \)是一个实数,对应于虚部,和我\ \ ()是用来表示哪一部分是虚构的。\ \ ()\ (b \)可以任何你想要的实数,但作为一个整体,必须用复数两部分。

这里有一些更多的例子的复数:

\ [x = 3 + 4, \ qquad y = 2 + 6.3, \ qquad z = \压裂{1}{2}- 7我\ qquad w = 4, \ qquad v = 7.5 \]

注意,如果\ (b = 0 \),是这样的\ (w \)例子,虚部不包括在内。它只是一个普通的实数。如果= 0 \ \ (),如\ \ (v)例子中,不包括实部。它只是一个纯虚数。

复杂的飞机

在这幅图中,每一个复数画在两个方面:第一个是平面上的一个点,第二个是一个向量从原点到这一点。

数学性质除了 \ [(3 + 4)+ (7 - i) = 10 + 3我\]

乘法 \ [(+,a_0 b_ {0} i) \ cdot (a_1 + b_ {1} i) =(现代{0}现代{1}- b_ {0} b_ {1}) + i(现代{0}b_ {1} + b_{0}现代{1})\]

绝对值/级 \ [\ lvert + bi \ rvert \]

它等于向量的长度时,号码是在复平面上绘制。这个向量将产生一个直角三角形一边的长度是真正的组件,一边是虚构的组件的长度,和斜边是复数本身。例如,使用点我\ \ (x = 3 + 4),双方会长度3和4:

复杂的三”class=

毕达哥拉斯定理后,\ (^ 2 + B ^ 2 = C ^ 2 \)向量的长度等于√其他双方的平方之和:

\ [C = \ sqrt {B ^ ^ 2 + 2} \]

因此,一个复数的大小只是真正的组件的平方加上虚分量的平方:

\ [\ lvert a + bi \ rvert = \ sqrt {b ^ ^ 2 + 2} \]

复共轭 \ [x = a + bi, \ qquad x ^ * = - bi \]

欧拉公式 \ [e ^{我\θ}= \ cosθ(\)+ i \ sinθ(\)\]

任何复杂的数字,\ (z \),绝对值等于1可以用这种形式写一些\θ(\ \):我\ \ (z = e ^{θ}\)。这些复数躺在复平面的单位圆和一个能想到的角度\θ(\ \)随着角复数,我\ \ (e ^{θ}\)使与\ \ (x)设在。

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  • 知识检查第一季度\ (2-3i \)在复平面吗?

    complex-q1”class=

    第二季 \ [(2-3i) + (3 + 3 i) = \;吗?\]

    第三季 \[(5 + 2我)- (8 + i) = \;吗?\]

    第四季度 \ [4 \ cdot (1 + 5 i) = \;吗?\]

    Q5 \[我\ cdot (3-3i) = \;吗?\]

    Q6\ \ (x)如图所示是一个复数在复平面上。的箭头代表\ (- i \ cdot x \)吗?

    complex-q6”class=

    迄今为止 \ [(1-4i) \ cdot (4 + 2) = \;吗?\]

    游戏的 \ [(3 + 2)\ cdot (3-2i) = \;吗?\]

    九方 \ [| 4-3i | = \;吗?\]

    Q10我\ \ (2 + 5)吗?


    最后更新:2022年7月6日