4.8 复数和实数域上的多项式讲解
- 格式:ppt
- 大小:1.69 MB
- 文档页数:30
多项式的知识点多项式是数学中重要的概念之一,广泛应用于代数学、数值计算和工程学等领域。
了解多项式的基本概念和性质,可以帮助我们更好地理解和应用代数学中的各种问题。
本文将从多项式的定义开始,逐步介绍多项式的重要知识点。
1.多项式的定义多项式是由若干项相加(或相减)而成的代数表达式。
每一项由系数和次数的乘积构成,系数可以是实数或复数,次数为非负整数。
例如,下面是一个多项式的例子: P(x) = 2x^2 - 3x + 52.多项式的次数和系数多项式的次数指的是其中次数最高的项的次数。
例如上面的多项式的次数为2。
多项式的系数是每一项中的常数因子。
例如上面的多项式中,2、-3和5分别是各项的系数。
3.多项式的加法和减法多项式的加法和减法是通过对应项的系数相加(或相减)得到的。
例如,给定两个多项式: P(x) = 2x^2 - 3x + 5 Q(x) = x^2 + 2x - 1 它们的和为: P(x) + Q(x) = 3x^2 - x + 4 它们的差为: P(x) - Q(x) = x^2 - 5x + 64.多项式的乘法多项式的乘法是将每一项与另一个多项式的每一项相乘,并将同次数的项合并。
例如,给定两个多项式: P(x) = 2x - 3 Q(x) = x + 1 它们的乘积为: P(x) * Q(x) = 2x^2 - x - 35.多项式的因式分解多项式的因式分解是将一个多项式表示为多个因子的乘积的过程。
例如,对于多项式: P(x) = x^2 - 4 它可以因式分解为: P(x) = (x - 2)(x + 2)6.多项式的根多项式的根是使得多项式等于零的变量值。
例如,对于多项式: P(x) = x^2 - 4 它的根为x = 2和x = -2。
7.多项式的图像多项式的图像是将多项式中的变量值代入后得到的点的集合。
通过绘制这些点,可以得到多项式的图像。
例如,对于多项式:P(x) = x^2 - 4 它的图像是一条开口向上的抛物线。
多项式相关的知识点总结一、多项式的基本概念1.1 多项式的定义在代数学中,多项式是由变量和常数以加法和乘法运算构成的表达式。
一般地,多项式可以写成如下形式:\[ P(x) = a_nx^n + a_{n-1}x^{n-1} + \ldots + a_1x + a_0 \]其中,\( x \)称为变量,\( a_n, a_{n-1}, \ldots, a_1, a_0 \)为常数系数,\( n \)为多项式的次数,\( a_n \)的系数称为首项系数,\( a_0 \)为常数项。
1.2 多项式的次数多项式中的次数是指各项中变量的指数的最高次数,常数项的次数为0。
例如,\( 3x^2 +5x - 2 \)的次数为2。
1.3 多项式的系数多项式中各项的常数因子称为系数。
在多项式\( P(x) = a_nx^n + a_{n-1}x^{n-1} + \ldots +a_1x + a_0 \)中,\( a_n, a_{n-1}, \ldots, a_1, a_0 \)即为多项式的系数。
1.4 多项式的系数与根的关系多项式的系数与多项式的根存在着密切的关系。
如果\( x = c \)是多项式\( P(x) \)的一个根,则多项式可以被\( (x-c) \)整除。
反之,如果多项式可以被\( (x-c) \)整除,则\( x=c \)是多项式的一个根。
1.5 多项式的常见类型在代数学中,有一些特殊的多项式类型,如一次多项式、二次多项式、三次多项式、齐次多项式、非齐次多项式等等。
这些多项式在数学中都有着重要的应用和研究价值。
二、多项式的运算2.1 多项式的加法和减法多项式的加法和减法即是将同类项相加或相减,它们的运算规则与实数的加法和减法非常类似。
例如,\( (3x^2 + 5x - 2) + (2x^2 - 3x + 4) = 5x^2 + 2x + 2 \)。
2.2 多项式的乘法多项式的乘法是通过分配律和乘法结合律进行计算的。
复数的实数知识点总结1. 复数的引入在实数系统中,我们遇到了不能求根号的情况,如在求解方程$x^2+1=0$时,就无法求得实数解。
为了解决这个问题,数学家引入了虚数单位$i$(或复数单位$j$)来表示不能开平方的负数,即定义$i=\sqrt{-1}$。
此时,以实数和虚数单位的线性组合构成的数就被称为复数,一般写成$a+bi$的形式,其中$a$和$b$是实数。
2. 复数的表示复数可以用多种形式进行表示,包括直角坐标形式和极坐标形式。
(1)直角坐标形式:复数$a+bi$可以用有序实数对$(a, b)$在平面直角坐标系中的点来表示。
(2)极坐标形式:复数$a+bi$可以表示为$r(\cos\theta+i\sin\theta)$,其中$r=\sqrt{a^2+b^2}$是复数的模,$\theta=\arctan(\frac{b}{a})$是复数的幅角。
3. 复数的性质复数具有许多独特且重要的性质,这些性质对于复数的运算和应用起着至关重要的作用。
(1)模的性质:复数的模满足非负性、零的模为零、实数的模等于绝对值等性质。
(2)共轭的性质:复数$a+bi$的共轭是$a-bi$,共轭具有保持实部不变而虚部变号的性质。
(3)加法的性质:复数的加法满足交换律、结合律、存在零元素和逆元素等。
(4)乘法的性质:复数的乘法满足交换律、结合律、分配律,且有模的乘积等于模的乘积的性质。
4. 复数的运算复数的运算包括加法、减法、乘法和除法等。
这些运算可以用复数的直角坐标形式和极坐标形式进行操作,其中极坐标形式的运算尤其方便。
(1)加法和减法:复数的加法和减法可以分别由实部相加、虚部相加得到,或者用直角坐标形式加减、极坐标形式加减得到。
(2)乘法:复数的乘法可以通过分配律和共轭等进行,也可以用极坐标形式进行乘法。
(3)除法:复数的除法需要用到共轭和模的乘法等性质,可以将复数除以一个复数或一个实数。
5. 复数的数学意义复数不仅可以用于解决实际问题,还可以用于解决许多数学问题,同时也在其它数学领域中发挥着重要作用。
复数与多项式 讲义一、基础知识1.复数的定义:设i 为方程x 2=-1的根,i 称为虚数单位,由i 与实数进行加、减、乘、除等运算。
便产生形如a+bi (a,b ∈R )的数,称为复数。
所有复数构成的集合称复数集。
通常用C 来表示。
2.复数的几种形式。
对任意复数z=a+bi (a,b ∈R ),a 称实部记作Re(z),b 称虚部记作Im(z). z=ai 称为代数形式,它由实部、虚部两部分构成;若将(a,b)作为坐标平面内点的坐标,那么z 与坐标平面唯一一个点相对应,从而可以建立复数集与坐标平面内所有的点构成的集合之间的一一映射。
因此复数可以用点来表示,表示复数的平面称为复平面,x 轴称为实轴,y 轴去掉原点称为虚轴,点称为复数的几何形式;如果将(a,b)作为向量的坐标,复数z 又对应唯一一个向量。
因此坐标平面内的向量也是复数的一种表示形式,称为向量形式;另外设z 对应复平面内的点Z ,见图15-1,连接OZ ,设∠xOZ=θ,|OZ|=r ,则a=rcos θ,b=rsin θ,所以z=r(cos θ+isin θ),这种形式叫做三角形式。
若z=r(cos θ+isin θ),则θ称为z 的辐角。
若0≤θ<2π,则θ称为z 的辐角主值,记作θ=Arg(z). r 称为z 的模,也记作|z|,由勾股定理知|z|=22b a +.如果用e i θ表示cos θ+isin θ,则z=re i θ,称为复数的指数形式。
I .复数的四种表示形式 代数形式:∈+=b a bi a z ,(R )几何形式:复平面上的点Z (b a ,)或由原点出发的向量OZ . 三角形式:∈≥+=0,0),sin (cos r i r z θθR . 指数形式:θi re z =.复数的以上几种形式,沟通了代数、三角、几何等学科间的联系,使人们应用复数解决相关问题成为现实. II .复数的运算法则加、减法:;)()()()(i d b c a di c bi a ±+±=+±+乘法:;)()())((i ad bc bd ac di c bi a ++-=++)];sin()[cos()sin (cos )sin (cos 212121222111θθθθθθθθ+++=+⋅+i r r i r i r 除法:).0(2222≠++-+++=++di c i d c adbc d c bd ac bi c bi a)].sin()[cos()sin (cos )sin (cos 212121222111θθθθθθθθ-+-=++i r r i r i r乘方(棣莫弗定理):∈+=+n n i n r i r nn)(sin (cos )]sin (cos [θθθθN );开方:复数n i r 的)sin (cos θθ+次方根是).1,,1,0)(2sin 2(cos -=+++n k nk i nk r n Λπθπθ单位根:若w n =1,则称w 为1的一个n 次单位根,简称单位根,记Z 1=ni n ππ2sin2cos +,则全部单位根可表示为1,1Z ,1121,,-n Z Z Λ.单位根的基本性质有(这里记kk Z Z 1=,k=1,2,…,n-1):(1)对任意整数k ,若k=nq+r,q ∈Z,0≤r ≤n-1,有Z nq+r =Z r ;(2)对任意整数m ,当n ≥2时,有mn m m Z Z Z 1211-++++Λ=⎩⎨⎧,|,,|,0m n n m n 当当特别1+Z 1+Z 2+…+Z n-1=0;(3)x n-1+x n-2+…+x+1=(x-Z 1)(x-Z 2)…(x-Z n-1)=(x-Z 1)(x-21Z )…(x-11-n Z ).复数z 是实数的充要条件是z=z ;z 是纯虚数的充要条件是:z+z =0(且z ≠0). 代数基本定理:在复数范围内,一元n 次方程至少有一个根。
复数与复数运算详细解析与归纳复数是数学中一种重要的概念,它包含了实数范围之外的数。
在本文中,我们将详细解析复数的定义、运算规则以及复数的归纳方法,旨在帮助读者更好地理解和应用复数。
一、复数的定义复数是由实数和虚数单位构成的数,通常表示为a+bi的形式,其中a和b都是实数,i是虚数单位,满足i²=-1。
复数由实部和虚部两部分组成,实部是实数部分,虚部是虚数部分。
二、复数的四则运算1. 加法:对应位置的实部和虚部分别相加。
2. 减法:对应位置的实部和虚部分别相减。
3. 乘法:按照分配律展开并合并同类项,同时注意i²的取值。
4. 除法:将除数乘以共轭复数的分子和分母,然后进行简化。
三、复数的性质与归纳1. 共轭复数:将复数的虚部取负数得到的数为共轭复数,记作z'。
共轭复数具有以下性质:a. 共轭复数的实部相等,虚部的符号相反。
b. 复数与它的共轭复数的乘积等于它的模的平方。
c. 对于实数,它的共轭复数等于它本身。
2. 复数的模和辐角:复数的模是复数到原点的距离,通常用|r|表示;辐角是复数与实轴正半轴之间的夹角,通常用θ表示。
复数的性质与归纳如下:a. 复数的模等于它与共轭复数的乘积的平方根。
b. 复数的辐角等于它在坐标平面上与实轴正半轴的夹角。
c. 两个复数相等,当且仅当它们的实部和虚部分别相等。
3. 欧拉公式:欧拉公式将复数的辐角表示为指数形式,可以用于简化复数的运算。
欧拉公式的表达式为e^(iθ) = cosθ + isinθ,其中e为自然对数的底数。
利用欧拉公式可以更方便地进行复数的乘方运算和三角函数的运算。
四、应用举例复数在物理学、工程学以及信号处理等领域有广泛的应用。
下面是一些常见的应用举例:1. 交流电路中的复数阻抗:复数可以用来表示交流电路中的电阻、电感和电容,进而分析电路中的电流和电压。
2. 复数频域分析:利用复数的欧拉公式,可以将信号在频域上进行分析和处理,例如傅里叶变换。
实数与复数运算规则例题和知识点总结在数学的广阔天地中,实数和复数是两个重要的概念,它们的运算规则既相互关联又有各自的特点。
掌握实数与复数的运算规则,对于解决数学问题、理解数学体系具有重要意义。
接下来,让我们一起深入探讨实数与复数的运算规则,并通过一些具体的例题来加深理解。
一、实数的运算规则实数包括有理数和无理数,其运算规则主要包括加、减、乘、除四则运算。
1、加法:两个实数相加,只需将它们的数值相加即可。
例如,3 + 5 = 8 ,-2 + 7 = 5 。
2、减法:减去一个数等于加上它的相反数。
例如,8 3 = 8 +(-3) = 5 , 5 (-2) = 5 + 2 = 7 。
3、乘法:两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘。
例如,3 × 4 = 12 ,-3 × 4 =-12 , 3 ×(-4) =-12 。
4、除法:除以一个数等于乘以它的倒数。
例如,12 ÷ 3 = 12 × 1/3 = 4 , 12 ÷(-3) = 12 ×(-1/3) =-4 。
此外,实数运算还遵循一些运算律,如加法交换律:a + b = b +a ;加法结合律:(a + b) + c = a +(b + c) ;乘法交换律:a × b= b × a ;乘法结合律:(a × b) × c = a ×(b × c) ;乘法分配律:a ×(b + c) = a × b + a × c 。
二、复数的概念与表示复数是指形如 a + bi 的数,其中 a 和 b 均为实数,i 为虚数单位,满足 i²=-1 。
a 被称为实部,记作 Re(z) ;b 被称为虚部,记作Im(z) 。
例如,3 + 2i 就是一个复数,其中 3 是实部,2 是虚部。
三、复数的运算规则1、复数的加法:(a + bi) +(c + di) =(a + c) +(b + d)i 。