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虚数及其运算定律|

虚数及其运算定律

虚数,在《现代汉语词典》中的释义是:不存在的数。可在物理学领域中,特别是在数学中,虚数是真实存在的。

虚数及其运算定律|

在数学中,虚数就是形如a+bi的数,其中a,b是实数(整数、分数、无理数),且b≠0,i² = - 1即i=√-1(若a^2=b,则a=√b)。后来发现虚数a+bi的实部a可对应平面上的横轴,虚部b与对应平面上的纵轴,这样虚数a+bi可与平面内的点(a,b)对应。

直角坐标系

可以将纯虚数bi添加实数a以形成形如a + bi的复数,其中实数a和bi分别被称为复数的实部和虚部。

三角函数

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)

四则运算

(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=r^n(isinna+cosna)

共轭复数

a+bi=a-bi

-(z1+z2)=_z1+_z2

-(z1-z2)=_z1-_z2

-(z1z2)=_z1_z2

-(zn)=(_z)n

-z1/z2=_z1/_z2

-zz=|z|²∈R

乘方

zm·zn=zm+n

zm/zn=zm-n

(zm)n=zmn

z1m·z2m=(z1z2)m

(zm)1/n=zm/n

z·z·z…·z(n个)=zn

z1n=z2--z1=z21/n

ln(a+bi)=ln(a^2+b^2)/2+i Arctan(b/a)

logai(x)=ln(x)/[ iπ/2+ lna]

xai+b=xai·xb=eialn(x)·xb=xb[cos(alnx) + i sin(alnx). ]

在数学里,将偶指数幂是负数的数定义为纯虚数[若a^2n(n∈N)=-b(b∈R,b0),则说a为纯虚数]。所有的虚数都是复数。定义为i²=-1。但是虚数是没有算术根这一说的,所以±√(-1)=±i。对于z=a+bi,也可以表示为e的iA次方的形式,其中e是常数,i为虚数单位,A为虚数的幅角,即可表示为z=cosA+isinA。实数和虚数组成的一对数在复数范围内看成一个数,起名为复数。虚数没有正负可言。不是实数的复数,即使是纯虚数,也不能比较大小。

我们可以在平面直角坐标系中画出虚数系统。如果利用横轴表示全体实数,那么纵轴即可表示虚数。整个平面上每一点对应着一个复数,称为复平面。横轴和纵轴也改称为实轴和虚轴。在此时,一点P坐标为P (a,bi),将坐标乘上i即点绕圆心逆时针旋转90度。

之所以转了两次之后a变成了-a,是因为aii=(-1)a=-a;所以“将坐标乘上i即点绕圆心逆时针旋转90度”成立

一个数的ni次方为:

x^ni = cos(ln(xn)) + i sin(ln(xn))

若x=e,n=π,则x^ni =e^iπ=-1,两边各加1,得欧拉公式:e^iπ+1=0

一个数的ni次方根为:

ni√x= cos(ln(x1/n)) - i sin(ln((x1/n))

以i为底的对数为:

log_i(x) = 2 ln(x)/ iπ

i的余弦是一个实数:

cos(i) = cosh(1) = (e + 1/e)/2 = (e² + 1) /2e = 1.54308064

i的正弦是虚数:

sin(i) = sinh(1) i =[(e - 1/e)/ 2]i = 1.17520119 i

分数运算定律是什么

同分母分数相加减,分母不变,即分数单位不变,分子相加减,得出的结果进行约分;

异分母分数相加减,先通分,即运用分数的基本性质将异分母分数转化为同分母分数,改变其分数单位而大小不变,再按同分母分数相加减法去计算,得出的结果进行约分;

分数乘整数,分母不变,分子乘整数,得出的结果进行约分;

分数乘分数,用分子乘分子,用分母乘分母,得出的结果进行约分;

分数除以整数,分母不变,如果分子是整数的倍数,则用分子除以整数,得出的结果进行约分;

分数除以整数,分母不变,如果分子不是整数的倍数,则用这个分数乘这个整数的倒数,得出的结果进行约分;

分数除以分数,等于被除数乘除数的倒数,得出的结果进行约分。

运算定律有哪些

运算律包括交换律、结合律、分配律。

各大运算律的公式:

加法交换律:a+b=b+a;

乘法交换律:a×b=b×a;

加法结合律:a+b+c=(a+b)+c=a+(b+c);

乘法结合律:(a×b)×c=a×(b×c);

乘法分配律:a×(b+c)=a×b+a×c;

左分配律:cx(a+b) = (cxa)+(cxb);

右分配律:(a+b)xc = (axc)+(bxc)。

运算律的本质:

运算律既是重要的数学规律,也是数学运算所固有的性质。

1.根据运算的定义可以推导出运算律。

运算律是通过对一些等式的观察、比较和分析而抽象、概括出来的运算规律。这个过程属于由具体到抽象、由特殊到一般的归纳,体现了合情推理的基本特点。但从知识逻辑来说,运算律与相关运算的定义是相伴相生的。数学家在定义四则运算的同时即需考虑“能否由定义出发合乎逻辑地推导出相应的运算律”。

2.运算定义和运算律是探索相关计算方法的依据。

完成运算、得出结果的方法、程序或途径,通常叫做运算方法或计算方法。把运算方法所要求的操作程序和要点用相对准确、规范且比较容易理解的文本语言表述出来,或者将当前运算归结为学生早先已经掌握的相关运算,就是所谓的“运算法则”。


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