实数与虚数
数字是用来计数和测量的数学对象。多年来,随着零、负数、有理数、无理数和虚数的增加,它的定义发生了变化。尽管数字系统的抽象基础涉及到诸如群、环和域的代数结构,但这里仅给出一个直观的概念。
什么是实数?
非正式地说,实数是平方非负的数。在数学记数法中,我们用符号R表示实数集。因此,对于所有x,如果xϵR,则x2≥0。在更严格的方法中,可以引入实数集作为唯一的,完全有序的域,用二进制运算+和。以及订单关系<;。这种顺序关系遵循三分法定律,即给定两个实数x和y,这3个实数中只有一个成立:x>;y,x<;y或x=y。
实数可以是代数的,也可以是超越的,这取决于它是否是整系数多项式方程的根。另外,一个实数可以是有理数,也可以是无理数,这取决于它是否可以表示为两个整数的比率。例如,2.5是一个实数,它是代数的和有理的,但ᴫ是无理的和超越的。
实数的集合是完整的。这意味着,对于每个上面有界的实数的非空子集,有一个最小的上界,由此可以推断出,对于每个在下面有界的实数的非空子集,有最大的下界。这就区分了实数集和有理数集。我们可以说,实数集是通过填补不完全有理数集的空白而建立的,这些空白是无理数。
什么是虚数?
虚数是平方为负的数。换句话说,像√(-1)、√(-100)和√(-e)的数字都是虚数。所有的虚数都可以写成a i,其中i是“虚单位”√(-1),a是非零实数。(注意i2=-1)。尽管这些数字看起来不真实,顾名思义也不存在,但它们在许多重要的现实世界应用中都有使用,比如航空、电子和工程。
实数和虚数的区别是什么?•实数的平方是非负的,但虚数的平方是负的。 |