复数的实轴是x轴还是y轴(数学的理解 一般性原理23上帝创造的公式:欧拉恒等式)


复数的实轴是x轴还是y轴(数学的理解 一般性原理23上帝创造的公式:欧拉恒等式)

理解数学的一般性原理:欧拉恒等式——上帝创造的奇妙公式

我们称之为“上帝创造的公式”的欧拉恒等式,巧妙地将数学上的五个重要常数联系在一起:0、1、i、e、。这五个数字各自有着独特的意义,但在欧拉恒等式中,它们共同构成了一个和谐的数学画面。让我们深入探讨这个公式背后的含义,从虚数开始讲起。

虚数的起源与方程求解息息相关。

历史上,人们首次遇到虚数是在解一元二次方程时。由于无法理解负数方的意义,人们选择忽略这种情况,认为方程无解。

16世纪的意大利数学家卡尔达诺在研究一元三次方程时发现,虽然方程的根是实数,但在计算过程中经常遇到负数方的情况。虽然他也不明白这意味着什么,但他勇敢地假设了一种新的数——虚数,并发现这种数可以应用于计算中,得到方程的实根。

虚数和实数一起构成了一个新的数系,称为复数系。我们可以把形如a+bi的数叫做虚数,其中a和b分别是虚数的实部和虚部。复数服从实数运算的所有规则。

为了更好地理解复数和虚数,我们引入了复平面的概念。在建立了直角坐标系的平面中,横轴称为实轴x,纵轴称为虚轴yi。复平面上的每一个点都对应一个复数。

在复平面上,我们可以轻松地理解复数的三角函数表示法。如果你对函数的泰勒展开有所了解,那么你就会知道复数加法的几何意义:两个复数相加时,实部和实部相加,虚部和虚部相加,这遵循了三角形法则。

复数乘法的几何意义也很有趣:一个复数z乘以exp(i),相当于将z逆时针旋转角。

现在,我们来探讨欧拉恒等式的几何意义。欧拉恒等式告诉我们,将点(1,0)逆时针旋转180,就得到了点(-1,0)。虽然这个结论看似简单,但欧拉恒等式能够将0、1、i、e、这五个数学常数巧妙地联系在一起,展现了数学的奇妙和美。


复数的实轴是x轴还是y轴(数学的理解 一般性原理23上帝创造的公式:欧拉恒等式)