复数基础

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复数基础

2024-07-04 04:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

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二次公式的复根

复平面上标复数值点

二次公式的复根

这次我们要开始求解:

2x^2+5=6x

 这是一个一元二次方程,但是我们要把它变成我们熟悉的形式,我们把它变成标准形式,当然,标准形式就是ax^2+bx+c = 0。为了变成那样,我们要让6x,从右边消失,右边只想要0,所以,方程两边都减去6x,左边就变成:

2x^2-6x+5=0

有很多方法求解,我们可以试试因式分解法,每一项都除以2,每一项都除以2,x^2x项的系数是整数,但是常数项是\frac{5}{2},所以因式分解不太容易,可以尝试配方或者应用公式法,公式法是从配方推导出来的,我们一起来做。

公式法告诉我们,如果和标准形式是一样的根就是x = -b\pm,这里有两个根:

x = \frac{-b\pm \sqrt{(b^2-4ac)}}{2a}

我们直接套用这个-b,这里b是6,-b就是6,所以就是正6,\pm根号下,-6的平方是36:

x = \frac{6\pm \sqrt{(36-4\cdot 2\cdot 5)}}{2\cdot 2} =\frac{6\pm \sqrt{(-4)}}{4}

到这里对-4开根号会得到虚数,确实是,这个二次方程的两个根就是复数,因为这里,计算这个\sqrt{-4}就会得到一个虚数,会得到两个复数,会得到正的平方根和负的平方根。一起来做吧。

\sqrt{-4}也就是2i,我们知道就是2i,大家可以这么想。

\sqrt{-4}=\sqrt{-1\cdot 4}=\sqrt{-1}\cdot \sqrt{4}

\sqrt{-1}i\sqrt{4}是2。

\sqrt{-4}=\sqrt{-1\cdot 4}=\sqrt{-1}\cdot \sqrt{4}=i\cdot 2=2i

所以:

x = \frac{6\pm \sqrt{(36-4\cdot 2\cdot 5)}}{2\cdot 2} =\frac{6\pm \sqrt{(-4)}}{4} = \frac{6\pm 2i}{4}

再继续简化,分子分母都除以2。就得到:

x = \frac{6\pm \sqrt{(36-4\cdot 2\cdot 5)}}{2\cdot 2} =\frac{6\pm \sqrt{(-4)}}{4} = \frac{6\pm 2i}{4}=\frac{3\pm i}{2}

如果要写成明确的复数形式可以写成,当i取正的时候,得:

\frac{3}{2}+\frac{1}{2}i    or   \frac{3}{2}-\frac{1}{2}i

\frac{3\pm i}{2}等价上两个答案,这就是两个根,现在我们要验证这两个根,首先验证\frac{3+i}{2}。这里有点麻烦,因为要对这个平方,看看能不能做出来,原式:2x^2-6x+5=0,我们把x代入:

2(\frac{3+i}{2})^2+5 = 6(\frac{3+i}{2})

2(\frac{9+6i-1}{4})+5=9+3i

我们要简化一下: 

2(\frac{8+6i}{4})+5=9+3i

然后分子分母都除以2,然后分母的2和2抵消:

4+3i+5=9+3i

我们看到两边都有3i,然后左边刚好是4+5=9,所以\frac{3}{2}+\frac{1}{2}i是正解的,我们来看看\frac{3}{2}-\frac{1}{2}i。我们继续看初始的方程:2x^2+5=6x。我要验证\frac{3}{2}-\frac{1}{2}i这个根是否正确,直接代入该方程:

2(\frac{3-i}{2})^2 +5 = 6(\frac{3-i}{2})

重申一下,这有点麻烦,但是既然要做了就专心,想办法得到正确的结果:

2(\frac{9-6i-1}{4})+5=9-3i

稍微简化一下:

(4-3i)+5=9-3i

左右都有-3i,这里有4+5=9,计算一下:

9-3i=9-3i

验证好了,也是一个根,我们验证了这两个复数,\frac{3}{2}+\frac{1}{2}i    or   \frac{3}{2}-\frac{1}{2}i,这两个复数都满足这个二次方程。

复平面上标复数值点

请将橙色点移到点-2+2i处。

这里我们有一个复数,它的实部是-2,它的虚部是2i,这里你将看到,我们会把它,画在这个上面那个三维网格平面上,不过这可不是传统的坐标系,在我们传统的坐标系里,你画的是实数x的值和实数y的值,而这里,水平轴它代表我们复数的实部,而我们的纵轴则表示虚部,所以我们这个复数里,实部是-2,然后虚部是2,所以对应是这一点:

在复数平面中,这点就是-2+2i。我们再练习几个题目:5+2i。同样实部是5,虚部是2,这就搞定了:

我们再练习两题1+5i,1是实部,加上5i,就在标号"Im"这儿:

好了,我们再练习一题,4-4i。实部是4,虚部是-4i

搞定了。

——请不断重复练习、练习、练习、再练习。。。 



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