虛數i是真實存在的嗎?還是被人們創造出的數學工具

2021-03-11 08:46:59 字數 5390 閱讀 1242

1樓:嶽麓風光

虛數i 不是真實存在的,是被人們創造出的數學工具。

2樓:ok我是菜刀手

"虛數"是相對於"實數"這個概念提出的,這個實際存在和不真實存在都只是個概念。例如實數1,那你說這個1是實際存在的還是人們創造出來的數學工具呢?一切數字和文字都是人們創造出來的。

3樓:

虛數不「虛」,有許多實際應用的情形。叫「虛數」,是基於當時的認識。好像有本書就叫「虛數不虛」,可以在網上搜一下。

4樓:匿名使用者

虛數是真實存在的,它之所以叫虛數是因為當時人們無法理解,就像無理專數,叫無理屬,就真的無理嗎?建議先看看泰勒公式的收斂性和函式的復變論,裡面就證明了虛數的真實性,高斯和笛卡爾當時就是先發現存在一種難以理解的數,才深入研究發現了虛數的存在,數學家後來還證明了三元數和四元數也是存在的。

5樓:夏洛

數字本來就是人類抽象出來的工具。虛數本身存在就是為了解決實際問題。

6樓:匿名使用者

數學這門抄特殊學科既彰顯出人類的文明

襲文化又呈

bai現出鮮明的自然屬性。筆者du理解zhi: 有些數學是人的發dao明創造,但是有些數學是人的發現而不是發明。

比如常數π、常數e、畢達哥拉斯定理應該是自然界固有的。尤拉公式以及它所蘊含的i丄1的正交關係也是自然界固有的。

什麼是真實的虛數?

7樓:易書科技

「虛數」這個名詞,聽起來好像「虛」,實際上卻非常「實」。

虛數是在解方

程時產生的。求解方程時,常常需要將數開平方。如果被開方數不是負數,可以算出要求的根;如果是負數怎麼辦呢?

譬如,方程x2+1=0,x2=-1,x=±-1。那麼,-1有沒有意義呢?在很久之前,大多數數學家認為負數沒有平方恨。

到了16世紀中葉,義大利數學家卡爾丹發表了《**》這一數學著作,介紹了三次方程的求根公式。他不僅討論了正根和負根,還討論了虛數根。如解x2-15x+4=0這一方程時,依據他的求根公式,會得到:

x=3-2+-121+3-2-121

其中-121就是負數的平方根。卡爾丹寫出了負數的平方根,但他認為這也僅僅是形式表示而已。說明他對負數平方根的性質並不瞭解。

2023年,法國數學家笛卡爾開始用「實數」、「虛數」兩個名詞。2023年,瑞士數學家開始用符號i=-1表示虛數結合起來,寫成a+bi形式(a、b)為實數,稱為複數。

由於虛數闖進數的領域時,人們對它的實際用處一無所知。在實際生活中似乎也沒有用複數來表達的量,因此,在很長一段時間裡,人們對虛數產生過種種懷疑和誤解;笛卡爾稱「虛數」的本意是指它是虛假的;萊布尼茲在公元18世紀初則認為:「虛數是美妙而奇異的神靈隱蔽所,它幾乎是既存在又不存在的兩棲物。

」尤拉儘管是許多地方用了虛數,但又說一切形如-1、-2的數學式都是不可能有的,純屬虛幻的。

尤拉之後,挪威一個測量學家維塞爾,提出把複數a+bi用平面上的點(a、b)來表示。後來,高斯提出了複平面的概念,終於使複數有了立足之地,也為複數的應用開闢了道路。現在,複數一般用來表示向量(有方向的數量),這在水力學、地圖學、航空學中的應用是十分廣泛的。

虛數越來越顯示出其豐富的內容,真是:虛數不虛!

8樓:匿名使用者

實數可理解為一維數,虛數可理解為正交數,即垂直於實軸的數,也就是(ⅰ⊥1),特別重要的是: ( ⅰ丄1 )不是人為規定,而是數學邏輯的產物。所以複數稱為二維數。

你問什麼是真實的虛數?我的理解: 垂直於實軸的數就是虛數。

因此虛數的《虛》不是虛無飄渺,與日常用語 「虛無、虛幻」 沒有任何關係。(-1)開平方開出了空間一個新維度,這個新維度⊥實軸且稱為虛軸。複平面上的數由實數與虛陣列合而成,(a+ⅰb) 稱為複數。

複平面與二維向量平面有的方面等價,但不能認為它們完全等價,單位虛數( ⅰ )可以進行很抽象的運算,例如( ⅰ^ⅰ^ⅰ );單位向量不可進行這些運算。

9樓:天天快樂的小布

可能你的平方符號沒打上去,糾正下,i²=-1

虛數有什麼性質?

10樓:一新一怡

一切事物的值都可表示為:a+bi,而不是單有實數。

在數學裡,將偶指數冪是負數的數定義為純虛數。所有的虛數都是複數。定義為i²=-1。

但是虛數是沒有算術根這一說的,所以±√(-1)=±i。對於z=a+bi,也可以表示為e的ia次方的形式,其中e是常數,i為虛數單位,a為虛數的幅角,即可表示為z=cosa+isina。

實數和虛陣列成的一對數在複數範圍內看成一個數,起名為複數。虛數沒有正負可言。不是實數的複數,即使是純虛數,也不能比較大小。

實際意義

我們可以在平面直角座標系中畫出虛數系統。如果利用橫軸表示全體實數,那麼縱軸即可表示虛數。整個平面上每一點對應著一個複數,稱為複平面。

橫軸和縱軸也改稱為實軸和虛軸。在此時,一點p座標為p (a,bi),將座標乘上i即點繞圓心逆時針旋轉90度。

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起源要追溯虛數出現的軌跡,就要聯絡與它相對實數的出現過程。我們知道,實數是與虛數相對應的,它包括有理數和無理數,也就是說它是實實在在存在的數。

有理數是伴隨人們的生產實踐而產生的。

無理數的發現,應該歸功於古希臘畢達哥拉斯學派。無理數的出現,與德謨克利特的「原子論」發生矛盾。根據這一理論,任何兩個線段的比,不過是它們所含原子數目的經。

而勾股定理卻說明了存在著不可通約的線段。

不可通約線段的存在,使古希臘的數學家感到左右為難,因為他們的學說中只有整數和分數的概念,他們不能完全表示正方形對角線與邊長的比,也就是說,在他們那裡,正方形對角線與邊長的比不能用任何「數」來表示。

西亞他們已經發現了無理數這個問題,但是卻又讓它從自己的身邊悄悄溜走了,甚至到了希臘最偉大的代數學家丟番圖那裡,方程的無理數解仍然被稱為是「不可能的」。

「虛數」這個名詞是17世紀著名數學家、哲學家笛卡爾創制,因為當時的觀念認為這是真實不存在的數字。後來發現虛數可對應平面上的縱軸,與對應平面上橫軸的實數同樣真實。

11樓:李明望的文庫

虛數的性質:沒有大小,可以用向量在複平面表示,有其共軛虛數,純虛數的平方為負。所有的虛數都是複數。

虛數就是其平方是負數的數。虛數這個名詞是17世紀著名數學家笛卡爾創立,因為當時的觀念認為這是真實不存在的數字。後來發現虛數可對應平面上的縱軸,與對應平面上橫軸的實數同樣真實。

「虛數」這個名詞是17世紀著名數學家笛卡爾創制,因為當時的觀念 認為這是真實不存在的數字。後來發現 虛數可對應平面上的縱軸,與對應平面 上橫軸的實數同樣真實。虛數軸和實數軸構成的平面稱複數平面,複平面上每一點對應著一個複數。

12樓:匿名使用者

在數學裡,將平方是負數

的數定義為純虛數。所有的虛數都是複數。定義為i^2=-1。

但是虛數是沒有算術根這一說的,所以定義sqrt(-1)=±i (sqrt指根號)。對於z=a+bi,也可以表示為e的ia次方的形式,其中e是常數,i為虛數單位,a為虛數的幅角,即可表示為z=cosa+isina。實數和虛陣列成的一對數在複數範圍內看成一個數,起名為複數。

虛數沒有正負可言。不是實數的複數,即使是純虛數,也不能比較大小。虛數的幾何意義如果利用橫軸表示全體實數,那麼縱軸即可表示虛數。

整個平面上每一點對應著一個複數,稱為複平面。橫軸和縱軸也改稱為實軸和虛軸。i的性質  i 的高次方會不斷作以下的迴圈:

i^1 = i

i^2 = - 1

i^3 = - i

i^4 = 1

i^5 = i

i^6 = - 1...

由於虛數特殊的運算規則,出現了符號i

當ω=(-1+√3i)/2或ω=(-1-√3i)/2時:

ω^2 + ω + 1 = 0

ω^3 = 1

許多實數的運算都可以推廣到i,例如指數、對數和三角函式。

一個數的ni次方為:

x^(ni) = cos(ln(x^n)) + i sin(ln(x^n)).

一個數的ni次方根為:

x^(1/ni) = cos(ln(x^(1/n))) - i sin(ln((x^(1/n))).

以i為底的對數為:

log_i(x) = 2 ln(x)/ i*pi.

i的餘弦是一個實數:

cos(i) = cosh(1) = (e + 1/e)/2 = (e^2 + 1) /2e = 1.54308064.

i的正弦是虛數:

sin(i) = sinh(1) * i = (e - 1/e)/ 2} * i = 1.17520119 i.

i,e,π,0和1的奇妙關係:

e^(i*π)+1=0

i^i=e^(-π÷2)回答人的補充 2009-12-29 19:06 很簡單。對於x^2=-1,由於 i^2 = - 1,所以 x^2=i^2 ,解得 x=±i。

13樓:匿名使用者

虛數之間不能比較大校

什麼是虛數?虛數的定義是什麼?

14樓:匿名使用者

虛數是形如a+b*i的數,其中a,b是實數,且b≠0,i² = - 1。

虛數這個名詞是17世紀著名數學家笛卡爾創立,因為當時的觀念認為這是真實不存在的數字。後來發現虛數a+b*i的實部a可對應平面上的橫軸,虛部b與對應平面上的縱軸,這樣虛數a+b*i可與平面內的點(a,b)對應。

首先,假設有一根數軸,上面有兩個反向的點:+1和-1。這根數軸的正向部分,可以繞原點旋轉。顯然,逆時針旋轉180度,+1就會變成-1。這相當於兩次逆時針旋轉90度。

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)。

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一、虛數加法的物理意義

虛數的引入,大大方便了涉及到旋轉的計算。比如,物理學需要計算"力的合成"。假定一個力是 3 + i ,另一個力是 1 + 3i ,計算合成力。

根據"平行四邊形法則",你馬上得到,合成力就是 ( 3 + i ) + ( 1 + 3i ) = ( 4 + 4i )。

二、虛數的作用

如果涉及到旋轉角度的改變,處理起來更方便。比如,一條船的航向是 3 + 4i 。如果該船的航向,逆時針增加45度,計算新航向。

45度的航向就是 1 + i 。計算新航向,只要把這兩個航向 3 + 4i 與 1 + i 相乘就可以了(原因在下一節解釋):( 3 + 4i ) * ( 1 + i ) = ( -1 + 7i )所以,該船的新航向是 -1 + 7i 。

如果航向逆時針增加90度,就更簡單了。因為90度的航向就是 i ,所以新航向等於:( 3 + 4i ) * i = ( -4 + 3i )。

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