複數的性質司馬晟宇老師 2020-09-19

根據定義,若 (a,b∈R),則 =a-bi(a,b∈R)。共軛複數所對應的點關於實軸對稱。兩個複數:x+yi與x-yi稱為共軛複數,它們的實部相等,虛部互為相反數。在複平面上,表示兩個共軛複數的點關於X軸對稱,而這一點正是“共軛”一詞的來源——兩頭牛平行地拉一部犁,它們的肩膀上要共架一個橫樑,這橫樑就叫做“軛”。如果用z表示x+yi,那麼在z字上面加個“一”就表示x-yi,或相反。

1831年高斯認為複數不夠普及,次年他發表了一篇備忘錄,奠定複數在數學的地位。柯西及阿貝爾的努力,掃除了複數使用的最後顧忌,後者更是首位以複數研究著名的。

複數吸引了著名數學家的注意,包括庫默爾(1844年)、克羅內克(1845年)、Scheffler(1845年、1851年、1880年)、Bellavitis(1835年、1852年)、喬治·皮庫克(1845年)及德·摩根(1849年)。莫比烏斯發表了大量有關複數幾何的短文,約翰·彼得·狄利克雷將很多實數概念,例如素數,推廣至複數。

德國數學家阿甘得(1777—1855)在1806年公佈了複數的圖象表示法,即所有實數能用一條數軸表示,同樣,複數也能用一個平面上的點來表示。在直角座標系中,橫軸上取對應實數a的點A,縱軸上取對應實數b的點B,並過這兩點引平行於座標軸的直線,它們的交點C就表示複數 。象這樣,由各點都對應複數的平面叫做“複平面”,後來又稱“阿甘得平面”。高斯在1831年,用實陣列 代表複數 ,並建立了複數的某些運算,使得複數的某些運算也象實數一樣地“代數化”。他又在1832年第一次提出了“複數”這個名詞,還將表示平面上同一點的兩種不同方法——直角座標法和極座標法加以綜合。統一於表示同一複數的代數式和三角式兩種形式中,並把數軸上的點與實數一一對應,擴充套件為平面上的點與複數一一對應。高斯不僅把複數看作平面上的點,而且還看作是一種向量,並利用複數與向量之間一一對應的關係,闡述了複數的幾何加法與乘法。至此,複數理論才比較完整和系統地建立起來了。

經過許多數學家長期不懈的努力,深刻探討並發展了複數理論,才使得在數學領域遊蕩了200年的幽靈——虛數揭去了神秘的面紗,顯現出它的本來面目,原來虛數不“虛”。虛數成為了數系大家庭中一員,從而實數集才擴充到了複數集。