复数包含实数和虚数。

实数

复数(complex number) - 图1

虚数(imaginary)

imaginary,意思“虚构的”,“想象的”。
wiki虚数单位

虚数单位 i 的来源:

无解多项式说起

某些实数为系数的多项式没有实数解,为了使的这类多项式有解,引入虚数的概念,规定 即 。

集合里的封闭性说起

封闭性:在数学中,若对某个结合的成员进行一种运算(一元运算、二元运算,等所有运算),生成的仍然是这个集合的元素,则该结合被称为在这个运算下的闭合,也叫封闭性。

加法,乘法,对于自然数是封闭的:
自然数中任意一个x加一个y得到的结果还是自然数.
自然数中任意一个x乘以一个y得到的结果还是自然数.

加法减法乘法对于整数是封闭的.
加法减法乘法除法对于有理数是封闭的.
加法减法乘法除法开方对于复数是封闭的.

对一个正有理数开方时,例如:,这时发现, 是一个无限不循环数,为了能表示这个数,引出了无理数的概念。
对一个负有理数开方时,例如:,这时发现, 是一个无限不循环数,为了能表示这个数,引出了虚数的概念。规定虚数的单位规定 即,这时:

1 是实数单位,i 是虚数单位,可以得出一般形式 , 规定这种形式组成的数叫复数,其中 a 称为实部,b 称为虚部,i 称为虚数单位。当 z 的虚部 b=0 时,则 z 为实数;当 z 的虚部 b≠0 时,实部 a=0 时,常称 z 为纯虚数。复数域是实数域的代数闭包,即任何复系数多项式在复数域中总有根。

wiki 复数)

虚数单位i的几何意义

其几何意义是,旋转90°,或π/2的弧度。虚数的系数,表示虚轴上的长度。虚数的指数,是转数的倍数。i²=-1,相当于cos π,旋转从0→180°。

复数的定义形式

标准形式

这玩意看起有点类似向量,一个向量包含了2个信息,一个是方向,一个是大小,满足平行四边形法则。但是你复数的复数的表示形式上看,一个复数同向量一样也包含了含了2个信息,一个是方向,一个是大小,满足平行四边行法则。因此可以理解复数就是实数域上的二维向量空间。

极坐标形式

共轭复数

实部相等,虚步互为相反数的复数互为共轭复数(conjugate complex number)。

复数运算

概念

复数的模就是point(a, b) 原点的距离。

复数的幅角就是point(a, b) 和原点的连线与横轴的夹角。

运算

乘法

设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,那么它们的积(a+bi)(c+di)=( ac-bd)+(bc+ad)i。

复数乘法意义

两个复数的乘积的模等于这个复数模的乘积;
两个复数的乘积的福角等于这两个复数福角之和;

举例:

除法

谁发明的要通过共轭复数来计算?

参考

虚数不虚【第1部分:介绍】