純虛數

純虛數

數學術語
在複數域中,負數-1的平方根記為i(即i²=-1),稱為虛數或虛數單位。一個實數乘以i稱為純虛數,例如5i 就是一個純虛數。
  • 中文名:純虛數
  • 外文名:purely imaginary number
  • 别名:
  • 表達式:
  • 提出者:
  • 适用領域:
  • 形式:z=bi(b≠0)
  • 相關概念:z=bi(b≠0)

定義

形如的數叫作複數,其中是複數的實部,b是複數的虛部,全體複數組成的集合叫作複數集,用字母C表示。

複數,當b=0時,就是實數;當b≠0時,叫作虛數;當時.叫作純虛數。

把複數表示成的形式,叫作複數的代數形式。

幾何意義

從複數相等的定義我們知道,任何一個複數都可以用一個有序實數對(a,b)唯一确定,這樣我們可以用建立了直角坐标系的平面來表示複數。

建立了直角坐标系來表示複數的平面叫作複平面,x軸叫作實軸,y軸叫作虛軸,這樣,實軸上的點都表示實數,除了原點外,虛軸上的點都表示純虛數。

複數與複平面内的點及向量是一一對應的,複數的模表示複數對應的點到原點的距離。

從複平面上看,純虛數顯然有如下性質 z(z≠0)為純虛數的充要條件是:對任意非零實數a,|z+a|=|z-a|。此性質可用來求解某些模方程(組)。

判别

實數、虛數、純虛數的判别方法

學習了純虛數的定義以後,通過這類題來鞏固對純虛數的理解,請看例題.

例題:m為何實數時,複數是實數?虛數?純虛數?

分析:要明确什麼是複數的實部與虛部?何時它們有意義?何時它們為零或非零?從而由實數、虛數、純虛數分别對實部與虛部的要求進行讨論。

解: 實部:

虛部:

 當時,Z是實數;

當 時,Z是虛數;

時,Z是純虛數。

說明:當時,實部無意義,在讨論過程中應排除掉。

小結:對這類題可歸納為如下題型。

欲判别複數

可化為解代數方程或不等式。

在實部、虛部都有定義的前提下:

實數(對應點在實軸上);

虛數(對應點不在實軸上):

純虛數(對應點在虛軸上):

對應點在原點:解方程組

對應點在實軸上方:解不等式

對應點在虛軸左側:解不等式

對應點在複平面的第一象限内:解不等式組

其他情況類推.但應注意所讨論的範圍必須在的定義域内。

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