高中数学虚数的定义,高中数学虚数的运算公式

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-11-03 15:00:02

这相当于两次逆时针旋转90度。

高中数学虚数的定义,高中数学虚数的运算公式(5)

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)

这个式子很眼熟,它就是虚数的定义公式。

所以,我们可以知道,虚数 i 就是逆时针旋转90度,i 不是一个数,而是一个旋转量。

复数的定义

既然 i 表示旋转量,我们就可以用 i ,表示任何实数的旋转状态。

高中数学虚数的定义,高中数学虚数的运算公式(6)

将实数轴看作横轴,虚数轴看作纵轴,就构成了一个二维平面。旋转到某一个角度的任何正实数,必然唯一对应这个平面中的某个点。

只要确定横坐标和纵坐标,比如( 1 , i ),就可以确定某个实数的旋转量(45度)。

数学家用一种特殊的表示方法,表示这个二维坐标:用 号把横坐标和纵坐标连接起来。比如,把 ( 1 , i ) 表示成 1 i 。这种表示方法就叫做复数(complex number),其中 1 称为实数部,i 称为虚数部。

为什么要把二维坐标表示成这样呢,下一节告诉你原因。

虚数的作用:加法

虚数的引入,大大方便了涉及到旋转的计算。

高中数学虚数的定义,高中数学虚数的运算公式(7)

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 ,请问它们的合成力是多少?

高中数学虚数的定义,高中数学虚数的运算公式(8)

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