復數是形如 a + b i的數。式中a,b 為 實數,i是一個滿足i^2 =-1的數,因為任何實數的平方不等於-1,所以i不是實數,而是實數以外的新的數。
在復數a+bi中,a稱為復數的實部,b稱為復數的虛部,i稱為虛數單位。當虛部等於零時,這個復數就是實數;當虛部不等於零時,這個復數稱為虛數,虛數的實部如果等於零,則稱為純虛數。由上可知,復數集包含了實數集,因而是實數集的擴張。復數有多種表示形式,常用形式 z = a + b i叫做代數式。此外有下列形式。
①幾何形式。復數 z = a + b i 用直角坐標平面上點 Z ( a , b )表示。這種形式使復數的問題可以借助圖形來研究。也可反過來用復數的理論解決一些幾何問題。
②向量形式。復數 z = a + b i用一個以原點 O 為起點,點 Z ( a , b )為終點的向量 O Z 表示。這種形式使復數的加、減法運算得到恰當的幾何解釋。
③三角形式。復數 z= a + b i化為三角形式
z =| z |(cos θ +isin θ ) 式中| z |= ,叫做復數的模(或絕對值); θ 是以 x 軸為始邊;向量 O Z 為終邊的角,叫做復數的輻角。這種形式便於作復數的乘、除、乘方、開方運算。
④指數形式。將復數的三角形式 z =| z |(cos θ +isin θ )中的cos θ +isin θ 換為 e i q ,復數就表為指數形式
z =| z | e i q , 復數的乘、除、乘方、開方可以按照冪的運算法則進行。
復數集不同於實數集的幾個特點是:開方運算永遠可行;一元 n 次復系數方程總有 n 個根(重根按重數計);復數不能建立大小順序。
擴展資料:
根據定義,若
=a-bi(a,b∈R)。共軛復數所對應的點關於實軸對稱。兩個復數:x+yi與x-yi稱為共軛復數,它們的實部相等,虛部互為相反數。
在復平面上,表示兩個共軛復數的點關於X軸對稱,而這一點正是"共軛"一詞的來源----兩頭牛平行地拉一部犁,它們的肩膀上要共架一個橫梁,這橫梁就叫做"軛"。如果用z表示x+yi,那么在z字上面加個"一"就表示x-yi,或相反。
1 加法法則
復數的加法法則:設z1=a+bi,z2=c+di是任意兩個復數。兩者和的實部是原來兩個復數實部的和,它的虛部是原來兩個虛部的和。兩個復數的和依然是復數。
即
2 乘法法則
復數的乘法法則:把兩個復數相乘,類似兩個多項式相乘,結果中i2= -1,把實部與虛部分別合並。兩個復數的積仍然是一個復數。
即
3 除法法則
復數除法定義:滿足
運算方法:將分子和分母同時乘以分母的共軛復數,再用乘法法則運算,
即
4 開方法則
若zn=r(cosθ+isinθ),則
我們把數學分析中基本的實變初等函數推廣到復變初等函數,使得定義的各種復變初等函數,當z變為實變數x(y=0)時與相應的實變初等函數相同。
注意根據這些定義,在z為任意復變數時,
①.哪些相應的實變初等函數的性質被保留下來
②.哪些相應的實變初等函數的性質不再成立
③.出現了哪些相應的實變初等函數所沒有的新的性質。
復數運算法則有:加減法、乘除法。兩個復數的和依然是復數,它的實部是原來兩個復數實部的和,它的虛部是原來兩個虛部的和。復數的加法滿足交換律和結合律。此外,復數作為冪和對數的底數、指數、真數時,其運算規則可由歐拉公式e^iθ=cos θ+i sin θ(弧度制)推導而得。
加法法則
復數的加法按照以下規定的法則進行:設z1=a+bi,z2=c+di是任意兩個復數,
則它們的和是 (a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i。
兩個復數的和依然是復數,它的實部是原來兩個復數實部的和,它的虛部是原來兩個虛部的和。
復數的加法滿足交換律和結合律,
即對任意復數z1,z2,z3,有: z1+z2=z2+z1;(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)。
減法法則
復數的減法按照以下規定的法則進行:設z1=a+bi,z2=c+di是任意兩個復數,
則它們的差是 (a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i。
兩個復數的差依然是復數,它的實部是原來兩個復數實部的差,它的虛部是原來兩個虛部的差。