0x00 引入
复数的引入,最初是为了求解例如 \(x^2+1=0\) 这种没有实数根的方程。我们知道这个方程在实数集内显然无解,因为方程的解为 \(x=\sqrt{-1}\),而根据平方的非负性,我们知道没有任何一个数的平方可能等于负一。随后,人们引入了一个新数 \(i\),并规定:\(i^2 = -1\)。即 \(i =\sqrt {-1}\)。
随后我们就定义形如 \(z=a+bi\) 的数为复数(a、b都是实数)。其中,\(a、b\)分别是这个复数的实部和虚部,分别计作
\(a=\text{Re}(z),b=\text{Im}(z)\)
0x01 复数的分类
接下来来讨论形如 \(z=a+bi\) 的复数的分类。
\(b=0,z是实数\)
\(b\ne0,z是虚数\)
\(b\ne0,且实部a=0时,z是纯虚数\)
如果我们用 \(\mathbf{R,C,P,T}\)分别表示实数集、复数集、虚数集和纯虚数集,就有以下集合关系:
\(\mathbf{R} \bigcap \mathbf{P} = ∅\)