复数的意义——复数产生历史概述

如果说自然数是来源于对数量的刻画,有理数是来源于对比列的刻画,无理数是来源于对长度的刻画,那么,复数就完全是人为制造,是在现实生活中找不到实际背景的。复数被写成a+bi的形式,其a和b为实数,i被称为虚数,满足i2=-1,这是方程x2=-1的解。显然,问题出在虚数上,因为我们在乘法那一讲已经证明了:一个正数乘一个正数为正数,一个负数乘一个负数也是正数,因此,一个数自乘之后必然为正数,不管这个数是正数还是负数。也正因为如此,古希腊学者丢番图虽然知道一元二次方程有两个根,但其中有一个为虚数时,他宁可认为这个方程是不可解的。一直到16世纪,数学家们普遍认可丢番图这种处理虚数的办法。

虽然问题是求二次方程的解所引发的,可是迫使人们认真对待复数的却是因为求三次方程的解。意大利数学家卡尔丹在他1545年出版的著作《重要的艺术》中讨论了求解三次方程的代数方法。他的工作是在韦达之前,当时还没有抽象出代数方程的一般表达式,他分13种情况对三次方程进行了详细的讨论,给出了13种解题的公式,现在称这些公式为卡尔丹公式。在求解公式中一个让人十分尴尬的情况出现了:即便三个根都是实根,但是在用公式求解的时候会出现复数,比如,对于方程16+x2+x3=24x(当时不允许方程的一边为零),容易验证x=4是方程的一个根,于是,这个方程就等价于(x-4)(x2+5x-4)=0,检验其中的二次方程就可以知道其余两个根也都是实数,这样,这个三次方程的三个根都是实根。但是,直接用卡尔丹公式计算时会出现复数,那么,这样的方程是有解还是无解呢?

虚数的名称是笛卡尔给出的,他不能接受复根,于是,在他1637年出版的《几何》这本书中解释复根时说“但它们始终是虚的”。在数学发展史上,欧拉是第一个使用符号i来表示√-1的,并写在他1777年提交给圣彼得堡科学院的论文中,这篇论文直到1794年才发表,那是在欧拉逝世后11年。但是,欧拉并没有确切地掌握复数运算,在他1770年出版地《代数》一书中认为√-1·√-4=√-1X(-4)=√4=2,其中理由是√a·√b=√ab。

有了虚数的符号,就可以定义复数了,用C表示复数的集合。与实数不同,在复数集合中不存在大小关系,也就是说两个复数之间不能比较大小。回想我们最初的定义:数字是那些能够由小到大进行排列的符号,在这个意义上,复数确实不是数字。这并不以外,因为任何数对(包括向量)都不能在通常意义下比较大小。但是,复数集合却包含实数集合,因为只需要在复数中令虚数i前面的系数为0就可以了。对复数可以定义运算。

(0)

相关推荐

  • 数学语言与现实世界

    从古希腊的"自然界是按数学规律设计的", 到马克思的"一门科学,只有当它成功地运用数学时,才能达到真正完善的地步",再到现代的"高技术就是数学技术&q ...

  • 中国历史概述(九十六)——蒙古太宗至宪宗时期的政治经济

    前面几期我们着重从军事征服角度介绍了成吉思汗即位到蒙哥去世前后蒙古的历史.本期我们着重介绍在蒙古太宗窝阔台至宪宗蒙哥时期的政治经济等方面的情况. 成吉思汗的分封 蒙古汗国是成吉思汗在母亲.诸弟帮助下建 ...

  • 中国历史概述(九十四下)——附 蒙古对东北地区的征服

    蒙古对东北地区的征服过程,与金国在东北势力的消亡有关.蒙古在东北的统治前期依靠契丹.女真等族贵族建立的政权作为藩属,到元初逐渐改为直接统治. 蒙古对辽西的战争与东辽国的建立 1211年,蒙古军第一次围 ...

  • 中国历史概述(九十四上)——蒙金战争与金国覆灭

    蒙古对金的战争和最后的完全征服花费了二十多年的时间,这期间由于西征等原因,对金作战并不是一次性完成的.而在这个过程中,金国内部的矛盾和红袄军起义也加速了金的灭亡.本期专述蒙古对金战争与金国灭亡的历史. ...

  • 中国历史概述(九十三)——蒙古对回鹘、西辽、西夏、吐蕃、大理的征服

    蒙古汗国在建立以后,通过数十年的战争,先后收服回鹘.灭西辽.灭西夏.收服吐蕃.灭大理,将西部的辽阔地区纳入版图中.本期主要介绍以上历史内容.关于蒙古三次大规模西征的情况,将在第九十五期作介绍. 回鹘的 ...

  • 三皇五帝简介及三皇五帝历史概述

    三皇五帝简介及三皇五帝历史概述 中国最早的古史系统.中国的古史传说中,到战国时期形成几种"五帝"说:战国末始有"三皇"一词,到汉代才形成几种置在五帝前的&quo ...

  • 铁壶入门知识日本铁壶历史:日本铁壶的历史概述

    Ⅰ 日本铁壶的历史 日本铁壶最早可追溯至江户时期,距今已有数百年之遥.时至今日除了南部铁器仍有持续创作与生产,备受关注的京都大堂口,在昭和期间已因日本茶文化的改变及战争基本断绝,云色堂和松寿堂是仅存的 ...

  • 越南历史概述

     越南文化的起源,可追溯到距今一万年前的和平文化.在和平文化和北山文化的后期,大约公元前4000出现了手制陶器.公元前3000年左右在冯原文化中出现了轮制陶器.越南原始陶器胎质粗糙,粘土中混杂着大量的 ...

  • 40张极具意义的震撼历史照片

    接下来你将会看到历史上一些经典而罕见的画面,而这些照片可能会让你对历史有了全新的观点.这些照片是触动人心的.启发人心的,也是令人心碎的,绝对值得看一看!正值魏玛共和国时期的德国,遇上了恶性通货膨胀,小 ...

  • 精油历史概述

    经研究发现,早在五千年前的古埃及,人们就发现了从植物中萃取的的香精油有着能够抗菌杀菌.芳香馥郁的特点,并加以利用,从王公贵族的保养到木乃伊的制作,精油贯穿了古埃及人的一生.在当时,上至法老王后,下至平 ...