虚数是 实数以外的数,形如a+bi(其中b≠0)。虚数单位i被定义为i²=-1。虚数在数学和物理学中有着广泛的应用,例如在描述振动、波动、旋转等物理现象时,虚数能够提供更为简洁和强大的数学工具。
虚数可以分为两类:
纯虚数:
实部为0的虚数,例如3i、-5i等。
一般虚数:
实部不为0的虚数,例如2+3i、-1+4i等。
虚数也可以被理解为平面直角坐标系中的纵坐标,与横坐标(实数)相对应。通过虚数,我们可以在复平面上表示和研究复数及其运算。
虚数和实数的关系可以类比于平面上的点和直线:
实数a可以对应平面上的横轴;
虚数b可以对应平面上的纵轴;
因此,虚数a+bi可以对应平面内的点(a,b)。
虚数的引入扩展了数的概念,使得数学家能够更全面地描述和分析各种数学和物理现象。