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1 # 薛定諤的貓160308433
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2 # 語境思維
本題,數年至今,絡繹不絕的有孩子提問,太多的數學教師,也說不透徹。網上的大多數答案,都是錯的。
孩子是老師教的,老師是講師教的。不禁想到師範院校的學科建設,數學系的教材,怎麼寫的?教授怎麼教的?真的令人細思極恐。
不高畫質虛數的幾何/物理意義,數學與物理進階,斷然無法維繼,必定一鍋粥。以下我給出簡明扼要的解釋。
一,虛數的命名,是數學家的敗筆。
“i”,即 imaginary 的代號,指“虛構的”、“想象的”、“並不存在的”。i=√-1,其幾何意義是,旋轉90°,或π/2的弧度。因此,虛數,應該改名為——直角“轉數”。虛數的係數,表示虛軸上的長度。虛數的指數,是轉數的倍數。i²=-1,相當於cos π,旋轉從0→180°。
自然函式:f(t)=e^t 是二維螺線。下圖是螺線的一個區域性。複變函式: z(t)=e^ti 是三維螺線。疊加一個e^i旋轉因子,讓 e^t 螺線轉起來。這可以是物質波運動軌跡的拓撲。疊加的複變函式:例如,讓電場強度與複數磁場強度相加,既不損失各自資訊,又滿足電場與磁場90度垂直的要求。一旦需要讓任何一個場旋轉90度,乘一個“i”就行。
到此為止,再複雜的也不足為奇。
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3 # 手機使用者65210601830
虛數主要用開電工學,電感電容它們是儲能元件,不消耗能量,正弦波y十,Y一,這兩用虛單位表示,分析電路動態又成了微分方程,D0,Y0u,See
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4 # 此去經年眉眼如初
虛軸上的單位長度。相當於實軸上的1,其在四則運算裡的作用,也相當於1,只是換了說法,結果就是不想學複數的存在開始胡思亂想了,虛的,不存在這個世界裡吧等等。
另外,難道說虛數很高大上麼?怎麼我看到的複數問題,都冠以虛數這個詞呢?
前代數學多聰明啊,把complex number翻譯成複數。複數,就不是一個數能處理的了。
整天說虛數,基本上不明白複數,高中課本里就有,看看不就得了。願意看的深刻點,讀讀數系的擴充。
這個問題其實和問負數的幾何意義一樣,是等價的。當時負數怎麼理解的,純虛數就怎麼理解。
算了,為了公益,我再從數系的擴充和代數方程的根這兩方面來說一次,就當對另外一個複數問題的補充。
來到原始社會或者小學時代。
今天我採到4個蘋果,你採到3個。挺好,一共是4+3=7個。這裡隱含一個自然數的性質,就是自然數集N對於加法這種運算而言,是封閉的。具體點說,4是自然數,3是自然數,它們的和7,仍然是自然數,仍然在自然數集裡。抽象點說就是如果a∈N,b∈N,那麼a+b∈N。結果,問題來了,除了有+這個運算,還有一個+的逆運算-。採到7個蘋果,要分給8個人吃,這怎麼辦?分不開啊!用式子說,7-8=?用方程說,8+x=7的解不存在。(注意,這時在原始社會或者小學1年級的)。好吧,我們總結一下這個問題的實質:減法對自然數集N不封閉,或者說方程8+x=7的解不在自然數集N裡。為了使得上述方程有解,或者說,對“-”這種運算封閉,就引入了負數,並把這種新的數也放入自然數集N裡,這樣自然數集N就擴充成整數集Z。
繼續,隨著生產力提高/年齡增大,又有一種新的運算產生了,就是乘法“×”,可以容易的看出,兩個數的乘積,仍然在整數集裡,當時乘的逆運算除➗,又出現了剛才在說減法時的狀況。具體點說,無論是3÷4或者4÷3,產生的新數,都不在整數集Z裡!用方程說4x=3和3x=4在整數集內都無解。抽像點說,整數集對於除法,是不封閉的。也可以認為,除法運算產生了不在整數集Z裡的數,那麼自然要擴充整數集,得到了熟悉的有理數集Q。類似的,我們繼續擴充數集,使得x^2=2這類方程有解,並把新產生的數通通擴充到有理數集Q裡,這樣,我們就得到了熟悉的實數集R!
最後,還有一類方程無解,最簡單的就是x^2=-1。那麼這時,你難道不能意識到,實數集並不是最大的數集,它還可以擴充麼?於是,虛數單位i就產生了。並且,還產生了型如a+bi的新數。把新數擴充到實數集R,就是複數集C!
i這個數,實數軸上沒有,它在於實軸垂直的虛軸上。在哪裡,i就相當於實軸裡的1。
隨著數系的擴充,原來很多數自身的性質都消失了,例如比較大小。複數是沒有大小可言的。具體幾何意義,參考高中課本或者我的另外一個回答。
另外,可以看看複數的三角形式和幾何意義。
結束語:佛說,虛數i,非虛數i,是名虛數i。
心理學家說:虛數i本沒有任何意義,除非你賦給它個意義。
老貓說:就是個數,沒啥特別的地方。
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5 # 23333336333333363336
在數論上沒意義,但在演算法上可賦予其意義,比如電磁場可以用一個複變函式來表示,其中虛部可表示為實部旋轉九十度的座標,恰好能夠表示電場與磁場的關係. 再比如閔可夫斯基空間中引入虛數來表示四維空間(實際上虛數沒意義,只是賦予其一種運算方法後多了些物理意義)
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虛軸上的單位長度。相當於實軸上的1,其在四則運算裡的作用,也相當於1,只是換了說法,結果就是不想學複數的存在開始胡思亂想了,虛的,不存在這個世界裡吧等等。
另外,難道說虛數很高大上麼?怎麼我看到的複數問題,都冠以虛數這個詞呢?
前代數學多聰明啊,把complex number翻譯成複數。複數,就不是一個數能處理的了。
整天說虛數,基本上不明白複數,高中課本里就有,看看不就得了。願意看的深刻點,讀讀數系的擴充。
這個問題其實和問負數的幾何意義一樣,是等價的。當時負數怎麼理解的,純虛數就怎麼理解。
算了,為了公益,我再從數系的擴充和代數方程的根這兩方面來說一次,就當對另外一個複數問題的補充。
來到原始社會或者小學時代。
今天我採到4個蘋果,你採到3個。挺好,一共是4+3=7個。這裡隱含一個自然數的性質,就是自然數集N對於加法這種運算而言,是封閉的。具體點說,4是自然數,3是自然數,它們的和7,仍然是自然數,仍然在自然數集裡。抽象點說就是如果a∈N,b∈N,那麼a+b∈N。結果,問題來了,除了有+這個運算,還有一個+的逆運算-。採到7個蘋果,要分給8個人吃,這怎麼辦?分不開啊!用式子說,7-8=?用方程說,8+x=7的解不存在。(注意,這時在原始社會或者小學1年級的)。好吧,我們總結一下這個問題的實質:減法對自然數集N不封閉,或者說方程8+x=7的解不在自然數集N裡。為了使得上述方程有解,或者說,對“-”這種運算封閉,就引入了負數,並把這種新的數也放入自然數集N裡,這樣自然數集N就擴充成整數集Z。
繼續,隨著生產力提高/年齡增大,又有一種新的運算產生了,就是乘法“×”,可以容易的看出,兩個數的乘積,仍然在整數集裡,當時乘的逆運算除➗,又出現了剛才在說減法時的狀況。具體點說,無論是3÷4或者4÷3,產生的新數,都不在整數集Z裡!用方程說4x=3和3x=4在整數集內都無解。抽像點說,整數集對於除法,是不封閉的。也可以認為,除法運算產生了不在整數集Z裡的數,那麼自然要擴充整數集,得到了熟悉的有理數集Q。類似的,我們繼續擴充數集,使得x^2=2這類方程有解,並把新產生的數通通擴充到有理數集Q裡,這樣,我們就得到了熟悉的實數集R!
最後,還有一類方程無解,最簡單的就是x^2=-1。那麼這時,你難道不能意識到,實數集並不是最大的數集,它還可以擴充麼?於是,虛數單位i就產生了。並且,還產生了型如a+bi的新數。把新數擴充到實數集R,就是複數集C!
i這個數,實數軸上沒有,它在與實軸垂直的虛軸上。在哪裡,i就相當於實軸裡的1。
隨著數系的擴充,原來很多數自身的性質都消失了,例如比較大小。複數是沒有大小可言的。具體幾何意義,參考高中課本或者我的另外一個回答。
另外,可以看看複數的三角形式和幾何意義。
結束語:佛說,虛數i,非虛數i,是名虛數i。
心理學家說:虛數i本沒有任何意義,除非你賦給它個意義。
老貓說:就是個數,沒啥特別的地方。
爪機碼字,輕噴輕虐。