虚数的实际意义是指什么

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世纪网络17
2022-06-09 · TA获得超过5946个赞
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在数学中,虚数就是形如a+b*i的数,其中a,b是实数,且b≠0,i²=-1。接下来给大家分享虚数的实际意义和性质。

虚数的实际意义

一切事物的值都可表示为:a+bi,而不是单有实数。

我们可以在平面直角坐标系中画出虚数系统。如果利用横轴表示全体实数,那么纵轴即可表示虚数。整个平面上每一点对应着一个复数,称为复平面。横轴和纵轴也改称为实轴和虚轴。在此时,一点P坐标为P(a,bi),将坐标乘上i即点绕圆心逆时针旋转90度。

不能满足于上述图像解释的同学或学者可参考以下题目和说明:

若存在一个数,它的倒数等于它的相反数(或者它的倒数的相反数为其自身),这个数是什么形式?

根据这一要求,可以给出如下方程:-x=(1/x)。

不难得知,这个方程的解x=±i(虚数单位)

由此,若有代数式t'=ti,我们将i理解为从t的单位到t'的单位之间的转换单位,则t'=ti将被理解为

-t'=1/t,即t'=-1/t。

这一表达式在几何空间上的意义不大,但若配合狭义相对论,在时间上理解,则可以解释若相对运动速度可以大于光速c,相对时间间隔产生的虚数值,实质上是其实数值的负倒数。也就是所谓回到过去的时间间隔数值可以由此计算出来。

虚数成为微晶片和数字压缩算法设计中的核心工具,虚数是引发电子学革命的量子力学的理论基础。

虚数是用来表示事物中无法构成抽象概念的因素的抽象概念。

虚数的性质

(1)i的高次方会不断作以下的循环:

i 1 =i,i 2 =-1,i 3 =-i,

i 4 =1,i 5 =i,i 6 =-1...

(2)i n 具有周期性,且最小正周期是4.

∴i 4n =1,i 4n+1 =i,i 4n+2 =-1,i 4n+3 =-i.

(3)由于虚数特殊的运算规则,出现了符号i

当ω=-1/2+(√3)/2i或ω=-1/2-(√3)/2i时:

ω2+ω+1=0  ω3=1

实数是什么范围

实数由有理数和无理数组成,其中无理数就是无限不循环小数,有理数就包括整数和分数。

在实数范围内,是指对于全体实数都成立,实数包括有理数和无理数,也可以分为正实数,0和负实数,不只是大于等于0,还包括负实数。

整数和分数统称有理数,小数分为有限小数,无限循环小数,无限不循环小数(即无理数),其中有限小数和无限循环小数均能化为分数。

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