實數與虛數
數字是用來計數和測量的數學對象。多年來,隨著零、負數、有理數、無理數和虛數的增加,它的定義發生了變化。儘管數字系統的抽象基礎涉及到諸如群、環和域的代數結構,但這裡僅給出一個直觀的概念。
什麼是實數?
非正式地說,實數是平方非負的數。在數學記數法中,我們用符號R表示實數集。因此,對於所有x,如果xϵR,則x2≥0。在更嚴格的方法中,可以引入實數集作為唯一的,完全有序的域,用二進制運算+和。以及訂單關係<;。這種順序關係遵循三分法定律,即給定兩個實數x和y,這3個實數中只有一個成立:x>;y,x<;y或x=y。
實數可以是代數的,也可以是超越的,這取決於它是否是整係數多項式方程的根。另外,一個實數可以是有理數,也可以是無理數,這取決於它是否可以表示為兩個整數的比率。例如,2.5是一個實數,它是代數的和有理的,但ᴫ是無理的和超越的。
實數的集合是完整的。這意味著,對於每個上面有界的實數的非空子集,有一個最小的上界,由此可以推斷出,對於每個在下面有界的實數的非空子集,有最大的下界。這就區分了實數集和有理數集。我們可以說,實數集是通過填補不完全有理數集的空白而建立的,這些空白是無理數。
什麼是虛數?
虛數是平方為負的數。換句話說,像√(-1)、√(-100)和√(-e)的數字都是虛數。所有的虛數都可以寫成a i,其中i是“虛單位”√(-1),a是非零實數。(注意i2=-1)。儘管這些數字看起來不真實,顧名思義也不存在,但它們在許多重要的現實世界應用中都有使用,比如航空、電子和工程。
實數和虛數的區別是什麼?•實數的平方是非負的,但虛數的平方是負的。 |