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简单介绍一下什么是复数

在初等代数学中,我们都知道,为了拓展,人类创造了一个单位 \(i\) ,这个\(i\) 拥有 \(i^2 = -1\) の奇妙性质。 就如实数中我们常用的单位1一样,我们只需要把实数和这个单位i简单结合一下,那么我们就获得了一个复数: \(\alpha + i\beta\) . 具体的定义在初等数学栏目中也有写明 其实是我懒得写了

接下来,让我们稍微深入一下复数。

思考

你是否考虑过,复数究极是否存在,换句话说,目前你所了解的对于复数的定义是否有点理所当然?你是否怀疑过\(x^2 + 1 = 0\) 真的有解吗?说到底,\(i\) 也只是人类为了满足需要虚幻出来的一个符号罢了,关于存在的真实性我们有理由怀疑。

分析

让我们分析一下我们为什么会出现这种想法,实数域到底有哪些特点。首先:实数域有几条~不成文的~规定:\(\alpha\beta = 0\) 当且仅当 \(\alpha = 0\) or \(\beta = 0\) ,等等。 加上实数域的公理,既然成为了,显然是浑然自成的。 另一方面,实数是完全可比的,意思是\(\alpha\)\(\beta\)的大小是一定能被比较出来的。根据这些等等假设,最后我们还是无法证明实数域的唯一存在性。就如自然数的除法在自然数域中无法会出现bug,实数也出现了一些奇怪的bug,就比如\(x^2 + 1 = 0\)的无解。但是这显然有点刺耳,无解也能算数学吗? 那么也正如有理数的出现让分数有了意义,那么就一定能找到一个更大的域F,解决这个问题。那么显然我们就像构造八大公理一样,构造了复数域。 那么其实\(\alpha + i\beta\)其实是复数域中元素的构造方式而已,这只是一种较为方便的表示方法。总而言之,复数知识复数域中元素的一种表示方法,对于究竟是什么形式,不需要过于纠结。