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虛數實數計算方法

發布時間:2023-08-27 10:57:30

A. 虛數的實際意義及運算公式

在數學中,虛數就是形如a+b*i的數,其中a,b是實數,且b≠0,i²=-1。接下來給大家分享虛數的實際意義和運算公式。

虛數的實際意義

一切事物的值都可表示為:a+bi,而不是單有實數。

我們可以在平面直角坐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復數,稱為復平面。橫軸和縱軸也改稱為實軸和虛軸。在此時,一點P坐標為P(a,bi),將坐標乘上i即點繞圓心逆時針旋轉90度。

不能滿足於上述圖像解釋的同學或學者可參考以下題目和說明:

若存在一個數,它的倒數等於它的相反數(或者它的倒數的相反數為其自身),這個數是什麼形式?

根據這一要求,可以給出如下方程:-x=(1/x)。

不難得知,這個方程的解x=±i(虛數單位)

由此,若有代數式t'=ti,我們將i理解為從t的單位到t'的單位之間的轉換單位,則t'=ti將被理解為

-t'=1/t,即t'=-1/t。

這一表達式在幾何空間上的意義不大,但若配合狹義相對論,在時間上理解,則可以解釋若相對運動速度可以大於光速c,相對時間間隔產生的虛數值,實質上是其實數值的負倒數。也就是所謂回到過去的時間間隔數值可以由此計算出來。

虛數成為微晶片和數字壓縮演算法設計中的核心工具,虛數是引發電子學革命的量子力學的理論基礎。

虛數是用來表示事物中無法構成抽象概念的因素的抽象概念。

虛數i的運算公式

虛數i的四則運算公式

(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i

(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i

(a+bi)/(c+di)=(ac+bd)/(c²+d²)+(bc-ad)i/(c²+d²)

r1(isina+cosa)r2(isinb+cosb)=r1r2[cos(a+b)+isin(a+b)]

r1(isina+cosa)/r2(isinb+cosb)=r1/r2[cos(a-b)+isin(a-b)]

r(isina+cosa)n=(isinna+cosna)

虛數i的三角函數公式

sin(a+bi)=sin(a)cos(bi)+sin(bi)cos(a)=sin(a)cosh(b)+isinh(b)cos(a)

cos(a-bi)=cos(a)cos(bi)+sin(bi)sin(a)=cos(a)cosh(b)+isinh(b)sin(a)

tan(a+bi)=sin(a+bi)/cos(a+bi)

cot(a+bi)=cos(a+bi)/sin(a+bi)

sec(a+bi)=1/cos(a+bi)

csc(a+bi)=1/sin(a+bi)

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