发布日期:2023-06-25 20:59:58

倒数的几何意义解密倒数在几何学中的意义探究倒数的应用与实践

本文目录

  1. 虚数解是什么?
  2. 莱布尼茨三角形的作用?
  3. 数学中的tan是什么意思?
  4. 一阶连续导数啥意思?
  5. 什么是1?

虚数解是什么?

虚数是指平方是负数的数。虚数这个名词是17世纪著名数学家笛卡尔创制,因为当时的观念认为这是真实不存在的数字。后来发现虚数可对应平面上的纵轴,与对应平面上横轴的实数同样真实。

 在数学里,将平方是负数的数定义为纯虚数。所有的虚数都是复数。定义为i^2=-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。   这种数有一个专门的符号“i”(imaginary),它称为虚数单位。不过在电子等行业中,因为i通常用来表示电流,所以虚数单位用j来表示。

实际意义

  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 虚数

轴和虚轴。   不能满足于上述图像解释的同学或学者可参考以下题目和说明:   若存在一个数,它的倒数等于它的相反数(或者它的倒数的相反数为其自身),这个数是什么形式?   根据这一要求,可以给出如下方程:   -x = (1/x)   不难得知,这个方程的解x=i (虚数单位)   由此,若有代数式 t'=ti,我们将i理解为从t的单位到t'的单位之间的转换单位,则t'=ti将被理解为   -t' = 1/t   即   t' = - 1/t   这一表达式在几何空间上的意义不大,但若配合狭义相对论,在时间上理解,则可以解释若相对运动速度可以大于光速c,相对时间间隔产生的虚数值,实质上是其实数值的负倒数。也就是所谓回到过去的时间间隔数值可以由此计算出来。   虚数成为微晶片和数字压缩算法设计中的核心工具,虚数是引发电子学革命的量子力学的理论基础。

起源

  要追溯虚数出现的轨迹,就要联系与它相对实数的出现过程。我们知道,实数是与虚数相对应的,它包括有理数和无理数,也就是说它是实实在在存在的数。   有理数出现的非常早,它是伴随人们的生产实践而产生的。   无理数的发现,应该归功于古希腊毕达哥拉斯学派。无理数的出现,与德谟克利特的“原子论”发生矛盾。根据这一理论,任何两个线段的比,不过是它们所含原子数目的经。而勾股定理却说明了存在着不可通约的线段。   不可通约线段的存在,使古希腊的数学家感到左右为难,因为他们的学说中只有整数和分数的概念,他们不能完全表示正方形对角线与边长的比,也就是说,在他们那里,正方形对角线与连长的比不能用任何“数”来表示。西亚他们已经发同了无理数这个问题,但是却又让它从自己的身边悄悄溜走了,甚至到了希腊最伟大的代数学家丢番图那里,方程的无理数解仍然被称为是“不可能的”。   “虚数”这个名词是17世纪著名数学家、哲学家笛卡尔创制,因为当时的观念认为这是真实不存在的数字。后来发现虚数可对应平面上的纵轴,与对应平面上横轴的实数同样真实。   人们发现即使使用全部的有理数和无理数,也不能长度解决代数方程的求解问题。像x^2+1=0这样最简单的二次方程,在实数范围内没有解。12世纪的印度大数学家婆什伽罗都认为这个方程是没有解的。他认为正数的平方是正数,负数的平方也是正数,因此,一个正数的平方根是两重的;一个正数和一个负数,负数没有平方根,因此负数不是平方数。这等于不承认方程的负数平方根的存在。   到了16世纪,意大利数学家卡尔达诺在其著作《大术》(《数学大典》)中,把记为1545R15-15m这是最早的虚数记号。但他认为这仅仅是个形式表示而已。1637年法国数学家笛卡尔,在其《几何学》中第一次给出“虚数”的名称,并和“实数”相对应。   1545年意大利米兰的卡尔达诺发表了文艺复兴时期最重要的一部代数学著作,提出了一种求解一般三次方程的求解公式:   形如:x^3+ax+b=0的三次方程解如下:x={(-b/2)+[(b^2)/4+(a^3)/27]^(1/2)}^(1/3)+{(-b/2)-[(b^2)/4+(a^3)/27]^(1/2)}^(1/3)   当卡丹试图用该公式解方程x^3-15x-4=0时他的解是:x=[2+(-121)^(1/2)]^(1/3)+[2-(-121)^(1/2)]^(1/3)   在那个年代负数本身就是令人怀疑的,负数的平方根就更加荒谬了。因此卡丹的公式给出x=(2+j)+(2-j)=4。容易证明x=4确实是原方程的根,但卡丹不曾热心解释(-121)^(1/2)的出现。认为是“不可捉摸而无用的东西”。   直到19世纪初,高斯系统地使用了i这个符号,并主张用数偶(a、b)来表示a+bi,称为复数,虚数才逐步得以通行。   由于虚数闯进数的领域时,人们对它的实际用处一无所知,在实际生活中似乎没有用复数来表达的量,因此在很长一段时间里,人们对它产生过种种怀疑和误解。笛卡尔称“虚数”的本意就是指它是虚假的;莱布尼兹则认为:“虚数是美妙而奇异的神灵隐蔽所,它几乎是既存在又不存在的两栖物。”欧拉尽管在许多地方用了虚数,但又说:“一切形如,√-1,√-2的数学式子都是不可能有的,想象的数,因为它们所表示的是负数的平方根。对于这类数,我们只能断言,它们既不是什么都不是,也不比什么都不是多些什么,更不比什么都不是少些什么,它们纯属虚幻。”   继欧拉之后,挪威测量学家维塞尔提出把复数(a+bi)用平面上的点来表示。后来高斯又提出了复平面的概念,终于使复数有了立足之地,也为复数的应用开辟了道路。现在,复数一般用来表示向量(有方向的量),这在水利学、地图学、航空学中的应用十分广泛,虚数越来越显示出其丰富的内容。

i的性质

  i 的高次方会不断作以下的循环:   i^1 = i   i^2 = - 1   i^3 = - i   i^4 = 1   i^5 = i   i^6 = - 1...   由于虚数特殊的运算规则,出现了符号i   当ω=-1/2+(√3)/2i或ω=-1/2-(√3)/2i时:   ω^2 + ω + 1 = 0   ω^3 = 1

有关运算

  许多实数的运算都可以推广到i,例如指数、对数和三角函数。   一个数的ni次方为:   x^(ni) = cos(ln(x^n)) + i sin(ln(x^n)).   一个数的ni次方根为:   x^(1/ni) = cos(ln(x^(1/n))) - i sin(ln((x^(1/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 = (e^2 + 1) /2e = 1.54308064.   i的正弦是虚数:   sin(i) = sinh(1) i =[(e - 1/e)/ 2]i = 1.17520119 i.   i,e,π,0和1的奇妙关系:   e^(iπ)+1=0   i^I=e^(-π÷2)

符号来历

  1777年瑞士数学家欧拉(Euler,或译为欧勒)开始使用符号i表示虚数的单位。而后人将虚数和实数有机地结合起来,写成a+bi形式 (a、b为实数,a等于0时叫纯虚数,ab都不等于0时叫复数,b等于0时就是实数)。   通常,我们用符号C来表示复数集,用符号R来表示实数集。

相关描述

  虚数 原作:劳伦斯·马克·莱瑟(阿姆斯特朗大西洋州立学院)   翻译:徐国强   虚文自古向空构,艾字如今可倍乘。所问逢人惊诧甚,生活何处有真能?嗟哉小试调音放,讶矣大为掌夜灯。三极管中知用否,交流电路肯咸恒。凭君漫问荒唐义,负值求根疑窦增。情类当初听惯耳,事关负数见折肱。几分繁复融学域,百计联席悦有朋。但看几何三角地,蓬勃艾草意同承[①]。   IMAGINARY by Lawrence Mark LesserArmstrong Atlantic State University   Imaginary numbers, multiples of iEverybody wonders, "are they used in real life?"Well, try the amplifier I'm using right now -- A.C.!You say it's absurd,this root of minus one.but the same things once were heardAbout the number negative one!Imaginary numbers are a bit complex,But in real mathematics, everything connects:Geometry, trig and call all see "i to i."   [①] see "i to i."指可见虚数符号的应用,并谐音双关see eye to eye 为意见一致引

莱布尼茨三角形的作用?

  莱布尼茨三角形是怎样产生的呢?这源于惠更斯给莱布尼茨出了一道他正在和别人竞赛的题。这道题的题面是这样的:求三角级数(1,3,6,10,…)倒数的级数之和。莱布尼茨非常圆满地解决了这个问题。第一次成功激发了莱布尼茨进一步学习数学的兴趣。因为惠更斯,他了解到了许多,于是开始研究起曲线以及图形面积、图形体积的问题。后来学习了笛卡尔的几何学,于是产生了对代数问题的研究。 

数学中的tan是什么意思?

tan是三角函数中的一种,其全称为正切函数。tan的定义是:tan?(θ) = sin?(θ) / cos?(θ)。其中,θ为角度。通过这个公式,我们可以知道正切函数的计算需要用到正弦函数和余弦函数。正切函数的值域是整个实数集,定义域为自然数。当角度为90°或270°的时候,cos(θ)的值为0,此时正切函数的值为无穷大,即正切函数不存在。在三角函数的运用中,正切函数常常被用来求出一个角度的斜率,或是求出两个角度之间的夹角的正切值。在三角函数的衍生中,还有tan的反函数atan,即反正切函数。atan通过给定一个数值,返回其对应的角度值,被广泛应用于计算机科学和工程学科中。

一阶连续导数啥意思?

意思是:f(x)可导,并且导函数是连续的。 一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。

当函数f的自变量在一点x0上产生一个增量h时,函数输出值的增量与自变量增量h的比值在h趋于0时的极限如果存在,即为f在x0处的导数。 物理学、几何学、经济学等学科中的一些重要概念都可以用导数来表示。

如,导数可以表示运动物体的瞬时速度和加速度、可以表示曲线在一点的斜率、还可以表示经济学中的边际和弹性。

什么是1?

1是一个阿拉伯数字,1是一个自然数,是最小的正整数,是最小的正奇数。1是一个有理数,是一位数,也是奇数。1既不是质数也不是合数。1的n次方(n∈R)都等于1。1的倒数是它本身。一个或者几个事物所组成的整体,可以看作是单位“1”。

任何数乘(除以)1都等于原数。

任何数的一次方与一次方根都等于原数。

两个互质数的最大公因数是1。

任何数与1都是一对互质数。

1可以化成任何一个分子、分母相同(不为0)的假分数。

1的因数只有它本身,是任何正整数的因数。

任何自然数都是1的倍数。

1的倒数是1,相反数是-1。

1是斐波那契数列的第1,2项,是斐波那契数列中出现次数最多的数。

1的绝对值和n次方根还是1。

两个等价无穷小(大)的比值是1。

1在古典概型中表示概率时,表示必然事件。

1是一个表示圆满的数值。

1的任何次方(幂)都是1。

将任何正数无限次开平方,所得的结果都趋近于1。

1是矩形数。

1不能作为进位制的底。

1不能做对数的底数。

在阶乘运算中,0!=1!=1。

在几何学中,单位圆,单位球的半径都是1。

欧拉公式,把数学上五个最重要的常数用最简约的方式建立起关系。公式中包含0、1、自然对数的底e、圆周率π及复数的虚数单位i。

两个互为倒数的数的乘积是1。

1是第2个平方数,前一个是0,后一个是4。

1是第1个高合成数。

1是第1个全哈沙德数。

1是第1个幸运数。

1是第1个快乐数。

1是偶素数的个数。

1是第1个三角形数。

1是第1个亏数。

任何底数为自然数的进位制里的1都写作1,即1(2)=1(3)=1(4)=1(8)=1(10)=1(16)。

0.999…=1。

巴都万数列的第1、2,3项。

任何非0数的0次幂都等于1,即a0=1,a≠0。

1是黑格纳数。

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