高数——关于微分方程共轭复根引发的复数思考

 因为在常系数二阶齐次线性微分方程的求解中有三种情况,分别是:

  1. 两个实根
  2. 一个二重根
  3. 一对共轭复根

我又查了一下复数的相关知识,回顾这一部分。其中搜到一篇博客,引发了这篇的思考。博客原文:https://blog.csdn.net/so_geili/article/details/71859975

解释一:(比较形象)
虚数是利用虚轴和实轴来表示的,
类似在平面坐标系内的点,只有位置,没有大小。
就象坐在电影院里的两个人,不存在座位上的大小关系。
 
解释二:(比较民主)
数学上面的大小,其实是人为规定的一个定义,比如我们规定:在数轴上,右边的比左边的大。这样1就比-1大。反过来定义,在数学上也没什么问题,不过和实际生活中的使用,就乱掉了。所以一维情况,刚好是数学上和实际生活符合了,定义清晰明了,所以大家都同意用这个定义了。
复数的大小,我们也可以定义一下,先比较实部,实部大的那个复数就大,如果实部一样大,那就比较虚部。如果这样定义,那么就是 3+2i< 4+i了。可是有的人不愿意了,他重新定义:先比较虚部再比较实部,那么就是3+2i>4+i了。这两种定义哪个好?按理说是一样好,取舍哪个都没有十分的道理。更重要的是,人们发现其实定义不定义也没什么关系,所以干脆就不定义了。


解释三:(反证法推理)
能不能比较大小是个思考过程。。。首先,i^2=-1看能不能从这发现反证的方法。。。
反证:
A
 假设复数能比较大小
 那么i和0也可以比较大小
B
 那么设i>0;
 那么-i<0
 1-i<1
 (1-i)*i<1*i(因为i>0,所以不变号)
 1+i<i
 1<0因此i>0不成立
C
 如果i<0
 同理:-i>0
 1-i>1
 (1-i)*i<1*i(因为i<0,所以变号)
 1+i<i
 1<0因此i<0不成立
D
 显然,i不等于0
所以综合ABCD,得出结论:i和1无法比较
既然i和1无法比较,那么说明并非所有虚数都可以比较——就是所谓的虚数不能比较大小。

楼主前两个解释,在理解上对我甚有裨益。但是第三条证明有严重问题,虚数和实数0怎么能比较大小?复数是向量的一种表示方式,即(a,b)向量对应的复数为a+bi,如果是要与0比较,也要明白是0向量,绝对不能将0向量与实数0混为一谈,从而作为媒介使虚数与实数产生比较效果。事实上,在复平面中一个复数就可以直接表示整个向量,相比于实数平面两点加方向实在简略太多,这对于计算高维空间(如三维空间:ai+bj+ck,参考高数空间向量部分)有巨大的帮助。其实二维向量也应该表示为ai+bj,但是因为我们将i这个方向定义为实数轴,所以写成a+bj,而i(就定义为x轴吧)轴作为实数轴,它起到了一个基准作用。夹角、方向等都以此为准,而x轴上的大小也自然是线性比较的:如(2,0),(1,0)我们认为的(2,0)比(1,0)大是以这个实轴作为基准,在右侧的更大。但是当考虑到j轴方向上的量时,如(2,1)与(2,2)两个点。我们比较的不是点到原点的长度,而是一个更加捉摸不定的含有另一维度的描述,他们都没有在实轴上,固然投影在x轴上可以比出大小,我们可以说(2,1)与(2,2)在x方向上同样大。但这并不是真实的(2,1)与(2,2),故没有能够对比基准,无法比较大小。向量很好的物理应用是力学,(2,1)表示的力量模比(2,2)大,但是不能说f1>f2,只有当f1与f2水平时候才能比较大小。再举一个悬乎的例子,空间与时间,我们以空间来衡量房间的大小,但是加上时间维度以后,0年100平房子比0年50平更大,但是100年100平和200年50平怎么比?甚至,100年100平和100年50平怎么比?我可以说100年在时间维度是同等大的,但又弃空间于不顾了吗?

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转载自www.cnblogs.com/RambleIvy/p/10885937.html
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