什么是复数怎么去理解

Question

如题所述

Answer 1

复数是指能写成如下形式的数a+bi,这里a和b是实数，i是虚数单位（即-1开根）。 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。 复数有多种表示法，诸如向量表示、三角表示，指数表示等。它满足四则运算等性质。它是复变函数论、解析数论、傅里叶分析、分形、流体力学、相对论、量子力学等学科中最基础的对象和工具。 复数的定义
　　数集拓展到实数范围内，仍有些运算无法进行。比如判别式小于0的一元二次方程仍无解。因此将数集再次扩充，达到复数范围。
　　我们定义，形如z=a+bi的数称为复数，其中规定i为虚数单位，且i^2=i*i=-1（a与b是任意实数）
　　我们将复数z=a+bi中的实数a称为虚数z的实部（real part)记作Rez=a
　　实数b称为虚数z的虚部（imaginary part)记作 Imz=b.
　　易知：当b=0时，z=a+ib=a+0，这时复数成为实数；
　　当a=0时z=a+bi=0+bi我们就将其称为纯虚数。
　　设z=a+bi是一个复数，则称复数z‘=a-bi为z的共轭复数。
　　定义：复数的模（绝对值）=√(a^2+b^2)（定义原因见下述内容）
　　复数的集合用C表示，显然，R∩C=R（即R是C的真子集）
　　 复数（代数式）的四则运算：
　　
　　（a＋bi）＋（c＋di）＝（a＋c）＋（b＋d）i，
　　（a＋bi）－（c＋di）＝（a－c）＋（b－d）i，
　　（a＋bi）??（c＋di）＝（ac－bd）＋（bc＋ad）i，
　　（c与d不同时为零）
　　（a＋bi）÷（c＋di）＝[(ac+bd) / (c^2+d^2)]＋[(bc－ad) / (c^2+d^2)] i，
　　（c+di）不等于0
　　 复数的其他表达
　　复数有多种表示形式，常用形式z=a+bi 叫做代数形式。
　　下面介绍另外几种复数的表达形式。
　　①几何形式。
　　在直角坐标系中，以x为实轴，y为虚轴，O为原点形成的坐标系叫做复平面（见本词条附图）
　　这样所有复数都可以复平面上的点表示被唯一确定
　　复数z=a+bi 用复平面上的点 z（a，b ）表示。这种形式使复数的问题可以借助图形来研究。也可反过来用复数的理论解决一些几何问题。
　　②向量形式。复数z＝a＋bi用一个以原点O为起点，点Z（a，b）为终点的向量OZ表示。这种形式使复数的加、减法运算得到恰当的几何解释。
　　③三角形式。复数z＝a＋bi化为三角形式
　　z＝r（cosθ＋sinθi）
　　式中r= sqrt(a^2+b^2)，叫做复数的模（即绝对值）；θ 是以x轴为始边；向量OZ为终边的角，叫做复数的辐角。这种形式便于作复数的乘、除、乘方、开方运算。
　　④指数形式。将复数的三角形式z＝r( cosθ＋isinθ）中的cosθ＋isinθ换为 exp(iθ)，复数就表为指数形式z＝rexp(iθ)
　　 复数三角形式的运算：
　　设复数z1、z2的三角形式分别为r1(cosθ1+isinθ1)和r2(cosθ2+isinθ2)，那么z1z2＝r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)]
　　z1÷z2＝r1÷r2[cos(θ1－θ2)+isin(θ1－θ2)]，若复数z的三角形式为r(cosθ+isinθ)，那么z^n＝r^n(cosnθ+isinnθ)，n√z＝n√r[cos(2kπ+θ)/n+isin(2kπ+θ)/n]（k＝1，2，3……）必须记住：z的n次方根是n个复数。
　　复数的乘、除、乘方、开方可以按照幂的运算法则进行。复数集不同于实数集的几个特点是：开方运算永远可行；一元n次复系数方程总有n个根（重根按重数计）；复数不能建立大小顺序。
　　复数中的重要定理：迪莫佛定理（De Morie's Theorem)
　　若有一复数z=cosθ+isinθ,则 z^n=cos(nθ)+isin(nθ)
　　若z^n=a, 则z=n√a[cos(2kπ/n)+isin(2kπ/n)] ,n∈N ,n=1,2,3.....(n-1)

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