虛數是個啥,它的由來

2020-12-04 汪帝數學課堂

有理數和無理數統稱為實數,但還有一類數,叫虛數。那虛數是個啥?

我們先看看虛數的來歷。16世紀的歐洲數學界對負數該不該有平方根展開了爭議。我們知道一個非負數是有平方根的,那麼,有沒有一 個數可以作為負數的平方根呢?

隨著數學的發展,數學家發現一些 三次方程的實數根還非得用負數的平方根 表示不可。而且,如果承認了負數的平方根,那麼代數方程的有無根問題就可以得到解決,並且會得出n次方程有n個根這 樣一個令人滿意的結果。此外,對負數的 平方根按數的運算法則進行運算,結果也是正確的。

義大利數學家卡爾丹作出一個折中表示,他稱負數的平方根為 「虛構的數」,意思是,可以承認它為數,但不像實數那樣可以表示實際存在的 量,而是虛構的。到了 1632年,法國數學家笛卡兒,正式給了負數的平方根一個 大家樂於接受的名字——虛數。

虛數的虛字表示它不代表實際的 數,而只存在於想像之中。儘管虛數是 「虛」的,但數學家卻沒有放鬆對它的研 究,他們發現了關於虛數的許許多多的性 質和應用。大數學家歐拉提出了 「虛數單位」的概念,他把U 作為虛數單位,用符號i表示,相當於實數的單位1。虛數有了單位,就能像實數 一樣,寫成虛數單位倍數的形式了。

從此,數學家把實數與虛數同等對待,併合稱為複數,於是,數的家族得到 了統一。任何一個複數可以寫成a+bi的 形式,當b=0時a+bi=a,它就是實數,當 b#0時,a+bi就是虛數了。

相關焦點

  • 何為虛數?以及關於它的 5 個數學事實
    至少,它還未被定義,直到數學家並發明了虛數來進行定義!虛數和實數沒什麼兩樣,不過是實數概念的延伸,有個虛數單位 ,或者說 。任一複數其中既有實部也有虛部,通常用表示,複數直接同樣可以進行加減乘除,總而言之,複數系統是一個域。現在你知道它們是什麼了,下面 個是我認為關於虛數最有趣的事實!1.
  • 何為虛數?以及關於它的 5 個數學事實
    至少,它還未被定義,直到數學家並發明了虛數來進行定義!現在你知道它們是什麼了,下面 5 個是我認為關於虛數最有趣的事實!4 個,5 個不同的解。你可能認為它等於 i,但實際上它是 -i!以上就是關於虛數的 5 個最有趣的數學事實!你有什麼想分享的,或者對這些問題發表評論?請在下面留下評論。
  • 何為虛數?以及關於它的 5 個有趣事實
    至少,它還未被定義,直到數學家並發明了虛數來進行定義!虛數和實數沒什麼兩樣,只不過可以乘以 i——或者說 √-1。數字也可以是複數,其中既有實部(a)也有虛部(b),通常用(a + bi)表示。現在你知道它們是什麼了,下面 5 個是我認為關於虛數最有趣的事實!
  • 虛數的現實、物理意義是什麼?
    因此,我們可以得到下面的關係式:(+1) * (逆時針旋轉90度) * (逆時針旋轉90度) = (-1)如果把+1消去,這個式子就變為:(逆時針旋轉90度)^2 = (-1)將"逆時針旋轉90度"記為 i :i^2 = (-1)這個式子很眼熟,它就是虛數的定義公式
  • 魂器學院虛數被什麼克制 魂器學院虛數屬性克制
    魂器學院虛數天賦是一個非常強力的屬性加成天賦,魂器學院虛數被什麼屬性克制?魂器學院虛數克制什麼屬性?不少玩家對這個天賦還不太了解,接下來小編就帶大家來看一下虛數天賦詳解。
  • 虛數到底有什麼意義?從 i 說起
    撰文 | 阮一峰有人在Stack Exchange問了一個問題:"我一直覺得虛數(imaginary number)很難懂。中學老師說,虛數就是-1的平方根。可是,什麼數的平方等於-1呢?計算器直接顯示出錯!直到今天,我也沒有搞懂。誰能解釋,虛數到底是什麼?它有什麼用?"
  • 真實的虛數,不僅不是沒用,而且還很實在
    虛數就是數學發展過程中的一個典型例子,不過,直到今天,仍有很多小夥伴對虛數表示難以理解。本文,就與您一起來聊聊虛數其實不虛。一、現實中不應該存在的數假設有一塊邊長為5米的正方形土地,現在想把這個土地擴大出39平方米並且仍舊是正方形。其實這個題目很簡單,初中生應該都會,就是求方程(5+x)^2=25+39的根。最後得到的結果是x=3或x=-13。
  • 【數學探索】虛數i
    想必大家對「i」這個字母都非常清楚吧 今天我們就來具體聊聊「i」在數學中,虛數就是形如a+bi的數(a、b∈R且b≠0)。
  • 虛數 i 真的很「虛」嗎?
    導語:在之前的文章《最美公式(一):e與自然》中,我們提到了歐拉公式中的五個基本量之一——虛數 「i」。所謂的「虛數」到底是一個怎樣的概念,它又有怎樣的性質與意義呢?人們會在日常支出中記錄各種交易信息,如果欠別人50元,你會記錄-50,在賺了100元以後,可以直接用100+(-50)=50來計算屬於自己的錢,而不需要更多的文字描述,負數已經將這種關係植入其中,既然有這種屬性,又有什麼理由說它是無用的呢?可見「關係」的重要性。
  • 敘事的藝術:《虛數的故事》前言賞析
    簡單介紹一下什麼是虛數。初中時,我們已經學過,一個數的平方,不論這個數是正數還是負數,結果都為正數,比如正負5的平方,都是25。但是16世紀有人提出,有沒有一種數,它的平方結果為負數?於是就提出了虛數i的概念。i是根號-1,其平方結果就是-1 。
  • 年終大考:虛數,汽車江湖的葵花寶典
    這一連串跌宕起伏的故事,就構成了虛數的基本遊戲規則。玩虛數,你就得面對接踵而至的一大堆問題:1)庫存亂了:你得分清楚誰是虛數庫存,誰不是虛數庫存;幾個月、一年下來,車商的庫存系統能說明白就不錯了。2)商品車成本亂了:不同的虛數車吃進的銷售政策不一樣,因此進貨價格也不一樣,自然營銷手法也不一樣。
  • 虛數i開根號之後是什麼?
    01問題來源兩周前看書時,遇到一個很神奇的式子,把-i納入根號裡面去,會出現兩種結果,如下——第一種:第二種:感覺計算沒啥問題如果兩個都正確,首先想到的是√-1=-√-1,要成立只能√-1=0,顯然不正確;那隻剩下一種情況,就是有兩個解,一個是√-1,一個是-√-1,這種理解顯然是對的,只需要做個檢驗,兩邊同時平方就行。
  • 虛數究竟虛不虛?在電學中有什麼用
    一說到虛數,很多小夥伴就覺得那是虛無縹緲的純理論問題。其實,虛數的發展,是非常順應人類自然思維的,是一個水到渠成的過程。一開始,人們發明虛數,就是解決一個問題:負數無法開方。複數2是實數,i是虛數單位,合在一起的2·i就是虛數。實數 + 虛數就成了複數。
  • 神奇的「虛數i」,為何讓數學擁有如此迷人魅力?
    「虛數i」的發現在數學史上有著舉足輕重的作用。「虛數i」到底是什麼?為何如此神奇?到底有哪些重要作用?這還得從看似平常卻作用巨大的「數軸」說起!在初中的數學學習中,「數軸」是學習數學的重要工具。數學家稱讚「複變函數」是一種非常和諧的理論,研究它簡直是一種享受。虛數的發現在自然學科中發揮出了重要的作用。
  • 既然虛數不存在,為什麼還要學它呢?
    在高中的數學課本中會出現一個非常奇妙的數——「虛數」。為什麼說虛數奇妙呢?因為,不管是正數還是負數,平方(自己與自己相乘)之後一定會得到正數。但虛數的平方卻是負數。這樣的數,好像在日常生活中並不存在吧。那麼,為什麼要學虛數呢?那是因為在數學裡,虛數具有極其重要的作用。
  • 超越光速後時間是如何變成虛數的
    三角形,第一行只有一個數,第二行兩個,第三行三個……也就是一個楊輝三角的形式。從第二行開始,每個位置一個數,下一個位置,數值加一。比如前兩行是這樣的:12 3需要指出的是,1本身就是一個平方數,它是自己的平方。
  • 從虛妄到真實—虛數的 200 年升級史,歐拉高斯都曾為其添磚加瓦
    但其實有三個解。而在另外兩個解中,兩個兩次根號下面卻可能得到一個負值。因為它的三個解如下:它得出的判別式是: 判別式的給定範圍不同,得出的結果也就不同。其中當:時,就會得到一個實根,而另外兩個利用長除法得到的解則需要對負數開根號。
  • 虛數i真的很「虛」嗎?
    在說虛數(Imaginary Numbers)之前,應該先提大家更加熟悉的一個概念,那就是負數(Negative numbers)。人們會在日常支出中記錄各種交易信息,如果欠別人50元,你會記錄-50,在賺了100元以後,可以直接用100+(-50)=50來計算屬於自己的錢,而不需要更多的文字描述,負數已經將這種關係植入其中,既然有這種屬性,又有什麼理由說它是無用的呢?可見「關係」的重要性~
  • 少女前線虛數迷宮PLUS復刻開始時間 虛數迷宮復刻積分獎勵表
    親愛的指揮官們,「虛數迷宮PLUS」即將開啟!本次活動為僅包含「虛數迷宮PLUS」關卡的復刻活動,但是關卡難度和敵人進行了全新調整!
  • 虛數如此重要,幸好人類沒錯過,不然21世紀的自然科學將無法繼續
    同年,笛卡爾在其《幾何學》中第一次提出了「虛數」的概念。笛卡爾之所以取名為「虛數」,就是與「實數」相對應。在當時的笛卡爾看來,「虛數」其實是一個不存在的數。虛數被提出之後的很長一段時間裡,包括萊布尼茲、歐拉等大數學家在內的學術權威,都不承認「虛數」有實際意義。縱觀整個數學的發展史,從每一個新的概念的提出到被廣泛的承認,其過程都是漫長而艱辛的。「虛數」的提出也不例外。