虚数单位 ( i ) 的定义如下:
( i ) 是虚数单位,满足 ( i^2 = -1 )。这是复数体系的基础,通过引入 ( i ) 解决了实数范围内负数开平方的问题。
算术平方根
( i ) 被定义为 ( -1 ) 的算术平方根,即 ( sqrt{-1} = i )。同时,由于 ( (-i)^2 = -1 ),所以 ( sqrt{-1} ) 也有解 ( -i ),但 ( i ) 作为主值。
复数表示
复数的一般形式为 ( a + bi ),其中 ( a ) 和 ( b ) 是实数,( b neq 0 ) 时包含虚数部分。当 ( a = 0 ) 时,复数为纯虚数 ( bi )。
历史背景
虚数概念由意大利数学家伽利略·卡丹于16世纪提出,瑞士数学家欧拉于1777年首次使用符号 ( i ),德国数学家高斯后推广了复数理论。
总结:
虚数单位 ( i ) 通过定义 ( i^2 = -1 ) 融入复数体系,是数学中扩展实数范围的重要工具。