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虚数i的几何意义是什么?

 thchen0103 2017-08-14

虚轴上的单位长度。相当于实轴上的1,其在四则运算里的作用,也相当于1,只是换了说法,结果就是不想学复数的存在开始胡思乱想了,虚的,不存在这个世界里吧等等。

另外,难道说虚数很高大上么?怎么我看到的复数问题,都冠以虚数这个词呢?

前代数学多聪明啊,把complex number翻译成复数。复数,就不是一个数能处理的了。

整天说虚数,基本上不明白复数,高中课本里就有,看看不就得了。愿意看的深刻点,读读数系的扩充。

这个问题其实和问负数的几何意义一样,是等价的。当时负数怎么理解的,纯虚数就怎么理解。

算了,为了公益,我再从数系的扩充和代数方程的根这两方面来说一次,就当对另外一个复数问题的补充。

来到原始社会或者小学时代。

今天我采到4个苹果,你采到3个。挺好,一共是4+3=7个。这里隐含一个自然数的性质,就是自然数集N对于加法这种运算而言,是封闭的。具体点说,4是自然数,3是自然数,它们的和7,仍然是自然数,仍然在自然数集里。抽象点说就是如果a∈N,b∈N,那么a+b∈N。结果,问题来了,除了有+这个运算,还有一个+的逆运算-。采到7个苹果,要分给8个人吃,这怎么办?分不开啊!用式子说,7-8=?用方程说,8+x=7的解不存在。(注意,这时在原始社会或者小学1年级的)。好吧,我们总结一下这个问题的实质:减法对自然数集N不封闭,或者说方程8+x=7的解不在自然数集N里。为了使得上述方程有解,或者说,对“-”这种运算封闭,就引入了负数,并把这种新的数也放入自然数集N里,这样自然数集N就扩充成整数集Z。

继续,随着生产力提高/年龄增大,又有一种新的运算产生了,就是乘法“×”,可以容易的看出,两个数的乘积,仍然在整数集里,当时乘的逆运算除➗,又出现了刚才在说减法时的状况。具体点说,无论是3÷4或者4÷3,产生的新数,都不在整数集Z里!用方程说4x=3和3x=4在整数集内都无解。抽像点说,整数集对于除法,是不封闭的。也可以认为,除法运算产生了不在整数集Z里的数,那么自然要扩充整数集,得到了熟悉的有理数集Q。类似的,我们继续扩充数集,使得x^2=2这类方程有解,并把新产生的数通通扩充到有理数集Q里,这样,我们就得到了熟悉的实数集R!

最后,还有一类方程无解,最简单的就是x^2=-1。那么这时,你难道不能意识到,实数集并不是最大的数集,它还可以扩充么?于是,虚数单位i就产生了。并且,还产生了型如a+bi的新数。把新数扩充到实数集R,就是复数集C!

i这个数,实数轴上没有,它在于实轴垂直的虚轴上。在哪里,i就相当于实轴里的1。

随着数系的扩充,原来很多数自身的性质都消失了,例如比较大小。复数是没有大小可言的。具体几何意义,参考高中课本或者我的另外一个回答。

另外,可以看看复数的三角形式和几何意义。

结束语:佛说,虚数i,非虚数i,是名虚数i。

心理学家说:虚数i本没有任何意义,除非你赋给它个意义。

老猫说:就是个数,没啥特别的地方。

爪机码字,轻喷轻虐。😬

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