Re: [中學] 虛數比較大小的問題
※ 引述《johnjin (facebook)》之銘言:
: 剛剛在網路上找了資料
: 大部的解釋方法都是說 若要比要2i和i
: 也就是若2i>i 則2*i>1*i
: 那麼i必須大於0 但i>0 i^2=-1<0(不合)
: 同樣的方式 也證明出i=0和i<0也不合 故2i和i不可比較大小
: 但是卻有資料寫說 2+i>1+i 無意義
: 我的問題是 即使虛部一樣 還是不能比大小嗎??
: 因為前面敘述的方法 似乎不能解決虛部一樣的問題...
: 不知道有沒有比較好的解釋方法~~
既然你誠心誠意地發問了...
複數要比大小當然也不是不可以。這種先比實部、再比虛部的方法,
稱為「字典排序」 (lexicographic order)。這種比法,顯然在 R^n 上皆可行。
但是,複數系上是有加法和乘法兩個運算的。我們會希望,在複數系上定義
的大小關係和這兩個運算相容 (compatible)。上面的字典排序就和乘法不容。
好啦,那什麼是一個和加法與乘法都相容的大小關係呢?方法就是:
因為有加法, a > b 與 (a-b) > 0 等價。所以我們把每一個數與 0
(加法單位元素) 比一比。將所有比 0 大的數放在一起,稱為集合 P。
在 P 裏的元素稱為「正」的元素。
在一個體 (field) F 中:
首先, 0 不是正的。
再來,如果 a 是正的,則 -a (a 的加法反元素) 是負的。反之亦然。
所以 F 就是三個互斥的子集合 {0}, P, -P 的聯集。
再來是加法和乘法的封閉性:若 a,b 是正的,則 a+b, a*b 都是正的。
滿足以上所有性質所定義出來的 > ,才會和加法、乘法都相容。
如果在 F 中可以找到這樣的一個的子集 P,則 F 稱為 ordered field
(賦序體?).
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所以,我們常說的「複數不能比大小」,其實講的是無法定義一個大小
關係與複數加法、乘法都相容。
今天就講到這邊,下課吧!
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廢話這麼多,還不就是為了撈 P 幣 :q
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