虛數單位
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喺數學、物理同埋工程學當中虛數單位標記為
。虛數單位嘅發明傳到實數系統
能夠延伸至到複數系統
。延伸嘅主要動機係因為有好多實係數多項式方程式無實數解。例如方程式
就無實數解。但係假如我哋允許解答為虛數,咁樣呢個方程式以及所有嘅多項式方程式(參閱代數基本定理)就都會有解。
[編輯] 定義
虛數單位
定義為二次方程式
嘅兩個解答中其中一個解答。呢個方程式又可等價表達為
。
由於實數嘅平方絕對唔可能係負數,所以我們假設有咁樣嘅一個數目解答,幫佢設定一個符號
。有一點好重要嘅就係,
係一個定義明確 (well-defined) 嘅數學構造。
實數運算可以延伸至虛數同複數。當計算一個表達式嘅時候,只需要假設
係一個未知數,然後跟住
嘅定義,替代任何
嘅出現為
。
的更高整數冪數也可以替代為
,
,或
,根據下面嘅方程式:
,
,
。
一般嚟講有以下嘅公式:
[編輯] i 嘅計算
一個數嘅ni次方係:
一個數嘅nith次方根係:
以i 為底嘅對數係:
i 嘅余弦係一個實數:
i 嘅正弦係虛數:
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![\!\ \sqrt[ni]{x} = \cos(\ln(\sqrt[n]{x})) - i \sin(\ln(\sqrt[n]{x})).](http://upload.wikimedia.org/math/a/0/f/a0fbe6b07abd5861871b5f8af81f82a4.png)


