第四節複數係對負數開放封閉 初等數論

2022-12-26 19:51:05 字數 1379 閱讀 7772

1005403042 邱莉莉小教3班

教學目標:了解複數系擴充的過程;理解複數的概念。

目錄:1. 複數的引入

2. 引入複數的方法

3. 複數的定義

4. 複數四則運算

5. 複數的大小

1.複數的引入

對數和數系進行持續的擴充,是人類生產發展和社會進步的需要,也是數學自身發展的需要。

我們知道,對於實係數一元二次方程ax^2+bx+c=0,當b^2-4ac<0時,沒有實數根,這說明人們在研究代數方程過程中,限制實數集合,有些問題就無法解決。因此,需要把實數集進一步擴充。

複數是16世紀人們在解決二次方程、三次方程時引入的,大約經過了乙個世紀,才逐步形成完整的理論。現在,它已在數學、力學、電學以及其他科學裡得到廣泛應用,是現代科學技術上普遍使用的一種數學工具。

2.引入複數的方法

引入複數的方法,一般都是先引進新的符號」i」,並定義i^2=-1. 虛數單位 i 負數(比如 -2)不能開平方的主要障礙是√ 1 不知何數?有了√ 1 的歸屬,負數開平方便不成問題, 為此專門引進數學符號 i, 規定 i 是 -1 的乙個平方根, 即i^2=- 1, 稱 i 為虛數單位。

i 與虛數可以進行運算規定 i 與實數間的運算滿足實數運算時的運算法則

3.複數的定義

規定a+ bi 形式的數為複數,一般表以z =a+ bi,稱 a 為 z 的實部,b 為 z 的虛部。 (請注意,複數的實部,虛部都是實數。)

分類z =a+ bi 當b=0 時,z=實數 ;當 b≠0 時,z=虛數。實數是虛部等於 0 的複數,虛數是虛部不為 0 的複數,在虛數中,若實部為 0 稱為純虛數:z=bi (b≠0) .

4. 複數四則運算

複數的四則運算法則:

若複數z1=a+bi,z2=c+di,其中a,b,c,d∈r,則   z1±z2=(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i,   (a+bi)·(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i,   (a+bi)÷(c+di)=(ac+bd)/(c^2+d^2) +((bc-ad)/(c^2+d^2))i   其實兩複數相除,完全可以轉化為兩複數相乘:(a+bi)÷(c+di)=(a+bi)/(c+di),此時分子分母同時乘以分母c+di的共軛複數c-di即可。

複數的加法乘法運算律:

z1+z2=z2+z1   (z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)   z1z2=z2z1   z1(z2z3)=(z1z2)z3   z1(z2+z3)=z1z2+z1z3

5.複數的大小

複數域中不能定義全序,使得按這種序保持加法保序,以及乘正數保序。所以,複數域不是阿基公尺德全序域,即在通常意義下複數沒有「大小」。實數域時複數域的乙個子域,因為複數a+0i=a。

複數域是代數封閉的,即在複數域中任何乙個具有複數係數的代數方程至少有乙個解。

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