虚数単位

数学では、虚数単位i)とは、方程式で表現できるが、実際の生活では物理的に存在し得ない値を指す数のことである。虚数単位の数学的定義は、i = - 1 {\displaystyle i={\sqrt {-1}}}である。{\displaystyle i={\sqrt {-1}}}これは、i × i = i 2 = -1 {\displaystyle itimes i=i^{2}=-1{\displaystyle i\times i=i^{2}=-1}} という性質を持っています。

私が作られた理由は、多項式の方程式、x 2 + 1 = 0 {\displaystyle x^{2}+1=0}に答えるためだった。{\displaystyle x^{2}+1=0}この問題は、通常、x 2 {displaystyle x^{2}}の{\displaystyle x^{2}}値が-1と等しくなければならないので、解答はない。この問題は解けるが、-1の平方根は実生活ではどんな物の物理量でも表現できない。

iの平方根

iの平方根を示すために、別の数を作らなければならないと思われることがあるが、その必要はない。i の平方根は次のように書くことができる: i = ± 2 2 ( 1 + i ) {\displaystyle {\sqrt {i}}=\pm {\frac {\sqrt {2}}{2}}(1+i)} .{\displaystyle {\sqrt {i}}=\pm {\frac {\sqrt {2}}{2}}(1+i)}
これは次のように示すことができる。

( ± 2 2 2 ( 1 + i ) ) ) 2 {\displaystyle \left(\pm {\frac {Sqrt {2}}{2}}(1+i)\right)^{2}} } ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ {\displaystyle \left(\pm {\frac {\sqrt {2}}{2}}(1+i)\right)^{2}\ }

= ( ± 2 2 2 ) 2 ( 1 + i ) 2 {\displaystyle =\left(\pm {\frac {\sqrt {2}}{2}\right)^{2}(1+i)^{2}} } } {\displaystyle =\left(\pm {\frac {\sqrt {2}}{2}}\right)^{2}(1+i)^{2}\ }

= ( ± 1 ) 2 2 4 ( 1 + i ) ( 1 + i ) {displaystyle =(\pm 1)^{2}{\frac {2}{4}}(1+i)(1+i) } } {\displaystyle =(\pm 1)^{2}{\frac {2}{4}}(1+i)(1+i)\ }

= 1 × 1 2 ( 1 + 2 i + i 2 ) ( i 2 = - 1 ) {\displaystyle =1times {\times {\frac {1}{2}}(1+2i+i^{2})quad quad (i^{2}=-1) } } {\displaystyle =1\times {\frac {1}{2}}(1+2i+i^{2})\quad \quad (i^{2}=-1)\ }

= ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ ♪ {\displaystyle ={\frac {1}{2}}(2i)\ }

= ♪ I {i {a1pos(350,000)} ♪ I {a1pos(350,000)} {\displaystyle =i\ }



iの力

iの力は予測可能なパターンに従う。

i - 3 = i {displaystyle i^{-3}=i}。 {\displaystyle i^{-3}=i}

i - 2 = - 1 {displaystyle i^{-2}=-1}}。 {\displaystyle i^{-2}=-1}

i - 1 = - i {displaystyle i^{-1}=-i}}。 {\displaystyle i^{-1}=-i}

i 0 = 1 {displaystyle i^{0}=1} {displaystyle i^{0}=1}. {\displaystyle i^{0}=1}

i 1 = i {displaystyle i^{1}=i}}。 {\displaystyle i^{1}=i}

i 2 = -1 {displaystyle i^{2}=-1}}。 {\displaystyle i^{2}=-1}

i 3 = - i {displaystyle i^{3}=-i}. {\displaystyle i^{3}=-i}

i 4 = 1 {displaystyle i^{4}=1} {displaystyle i^{4}=1}. {\displaystyle i^{4}=1}

i 5 = i {displaystyle i^{5}=i}}。 {\displaystyle i^{5}=i}

i 6 = -1 {displaystyle i^{6}=-1}}。 {\displaystyle i^{6}=-1}

これは、nが任意の整数である次のパターンで示すことができる。

i 4 n = 1 {displaystyle i^{4n}=1} {displaystyle i^{4n}=1}. {\displaystyle i^{4n}=1}

i 4 n + 1 = i {displaystyle i^{4n+1}=i}. {\displaystyle i^{4n+1}=i}

i 4 n + 2 = -1 {displaystyle i^{4n+2}=-1}}。 {\displaystyle i^{4n+2}=-1}

i 4 n + 3 = - i {i {displaystyle i^{4n+3}=-i}. {\displaystyle i^{4n+3}=-i}

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質問と回答

Q:虚数単位とは何ですか?


A:虚数単位とは、実数の外にしか存在しない数値のことで、代数学で使用されます。

Q:虚数単位はどのように使うのですか?


A:虚数単位に実数を掛けて虚数を作ります。

Q:虚数は何に使うのですか?


A:虚数は多くの数学の問題を解くために使われます。

Q:虚数を現実の物で表すことはできる?


A:いいえ、現実の物を使って虚数を表すことはできません。

Q:虚数単位はどこから来たのですか?


A:虚数単位は数学と代数学からきている。

Q:虚数単位は実数の一部か?


A:いいえ、実数の領域の外側に存在します。

Q:虚数はどのように計算するのですか?A:実数に虚数単位を乗じることで虚数が計算されます。

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