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虚数是一种特殊的数,它的平方是负数。在实数范围内,没有数的平方等于负数,因此我们需要引入虚数的概念。例如,什么数的平方等于负一?在实数中,这个问题没有答案,因为任何实数的平方都是非负的。
为了解决平方等于负一的问题,数学家引入了虚数单位i。虚数单位i定义为负一的平方根。虚数单位i的重要性质是i的平方等于负一。我们可以用数轴来表示虚数,实数在水平轴上,虚数在垂直轴上。
任何虚数都可以表示为bi的形式,其中b是不等于零的实数,i是虚数单位。虚数的例子包括三i、负二i、二分之一i等。在复平面上,这些虚数都位于虚数轴上,也就是垂直轴上。
复数是实数和虚数的组合,表示为a加bi的形式,其中a是实部,b是虚部。复数的例子包括三加二i、一减四i、负二加i等。在复平面上,每个复数都对应一个点,实部是横坐标,虚部是纵坐标。
总结一下我们学到的内容:虚数是平方为负数的特殊数。虚数单位i定义为负一的平方根,满足i的平方等于负一。纯虚数的形式为bi,其中b是非零实数。复数结合了实数和虚数,表示为a加bi。虚数在数学、物理和工程中都有重要应用。