复数
定义
一个复数(complex number)是一个有序对
,其中 (即都是实数),对于某个复数 通常会写成 的形式。 - 其中
称为实部(real part),一般记作 ; - 其中
称为虚=部(imaginary part),一般记作 ; - 所以
可以写成 ; - 虚部后的
称为虚数单位(imaginary unit),它的定义非常简单: ,复数的概念就是围绕这个十分特殊的性质建立的。 - 当一个复数虚部为
时,实际上它等同于实部,变成了一个实数,所以可以说 。
- 其中
由所有复数构成的集合一般记为
:
上的加法和乘法运算定义为:
实际上复数乘法不必定义,只要围绕性质
算数性质
- 交换性(commutativity):
对所有
- 结合性(associativity):
对所有
- 单位元(identities):
对所有
- 加法逆元(additive inverse):
对任意
- 乘法逆元(mutiplicative):
对任意
- 分配律(distributive property):
对任意
减法与除法运算
有了加法逆元和乘法逆元的概念后,就可以明确定义复数集上的减法和除法了。
设
上的减法定义为与减数的加法逆元相加,即:
这里的
上的除法定义为与除数的乘法逆元相乘,即:
这里的
复共轭与绝对值
定义
对于任意
的复共轭(complex conjugate) 记作 ,其定义为:
的绝对值(absolute value)记作 ,定义为:
故而对于任意
相关性质
设
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
标量集
通常我们会用记号