Imaginääriyksikkö

imaginäärinen

Miten on mahdollista ottaa neliöjuuri miinus ykkösestä?
Selittäkääpä lukiolaiselle se uskottavasti.

3

366

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • hmhmhmhm

      Ottaa neliöjuuren ykkösestä ja kertoo i:llä sen tuloksen, niin siinä se, noin teknisesti ?

      i*i = -1

      Ja neliöjuuri (-1) = i

    • ffffs

      Imaginääriluku (suom. kuvitteellinen luku) on määritelmänsä mukaan sellainen jännä luku että i^2=-1. Lisäksi muotoa a bi oleville luvuille määritellään laskutoimitukset siten, että ne muodostavat algebrallisen struktuurin nimeltä KUNTA (ts. järjestelmä joka toteuttaa samat laskusäännöt kuin rationaaliluvutkin).

      Mutta voit ajatella imaginäärilukua myös lukusuoran laajennoksena (geometrisesti). Vedetään lukusuorasta nollan kohdalta pystysuora toinen akseli (imaginääriakseli) ja jokainen tason piste vastaa yhtä kompleksilukua. Imaginääriluku on tämän pystysuoran akselin (1 vastine). Jokainen tason piste on kompleksiluku.

      Yhteen- ja vähennyslasku tehdään koordinaateittain.

      Kertolasku tehdään siten että mitataan pisteiden etäisyys nollasta (origosta) ja origosta pisteisiin vedettyjen janojen ja reaaliakselin välinen kulma. Pisteiden tulo on piste, jonka etäisyys origosta on pisteiden etäisyyksien tulo ja kulma on pisteiden kulmien summa. Miksi näin? Ajattele seuraavaa...

      ...5 x 6 = 30 pysytään reaalilukusuoralla eikä suunta muutu 0 0=0 astetta
      ...-5 x 6 = -30, eli miinusmerkkisellä kerrottuna pisteiden etäisyydet nollasta kerrotaan ja lisäksi käännytään reaalisuoran suunnasta 180 astetta
      ...-5 x -6 = 30 eli kuten edellä mutta nyt käännytään kahdesti 180 astetta eli 360 astetta.
      ...imaginääriluku on 1 yksikön etäisyydellä nollasta, mutta muodostaa 90 asteen kulman reaaliakselin kanssa. Mitä tapahtuu jos i kerrotaan itsellään, etäisyyden tulee olla 1 x1 =1 ja suunnan tulee olla 90 90 astetta eli 180 astetta reaaliakselista katsottuna eli siis i x i =-1

      Voidaan todistaa että nämä molemmat lähestymistavat ovat sama asia. Eli jos määrittelet geometrisesti tulee sinun todistaa siitä lähtökohdasta kunta-algebra ja jos taas lähdet kunta-algebrasta liikkeelle ja toteat geometrian, on todistettava geometrian laskutoimitusten täsmäävän kunta-algebraan.

    • Ohman

      Reaaliluvusta -1 ei voi ottaa neliöjuurta.

      Kompleksiluvut määritellään niin, että ne ovat reaalilukupareja (a,b) ja näillä on laskusäännöt:

      Esim. (a,b) (c,d) = (a c, b d) ja (a,b) x (c,d) = (ac- bd, ad bc)

      On tapana käyttää lyhenteitä ja kirjoittaa (a,0) = a ja (0,b) = i b ja siis yhteenlaskusäännon mukaan a i b = (a,b).Näitä lyhenteitä käyttäen on siis

      (1,0) = 1 ja (0,1) = i (= i x 1). Tuo "i" on siis kompleksiluvun (0,1) nimi.
      Ja siis noita laskusääntöjä käyttäen

      (0,b) = i b = (0,1) x (b,0) = (0,b)

      Kertolaskusäännön mukaan (1,0) x (1,0) = (1,0) ja (0,1) x (0,1) = (-1, 0) ja nämä yhtälöt ovat siis tuossa lyhennetyssä muodossa

      1 x 1 = 1 ja i x i = -1 Näin ymmärettynä i on siis -1:n neliöjuuri. Mutta "oikeasti" tässä on siis kyse noista kompleksiluvuista 1= (1,0) i= (0,1) ja -1 = (-1,0).

      Useimmiten kompleksiluvut kirjoitetaan näin:

      (a,b) = a i b.Edellä selostamieni sääntöjen mukaan on

      a= (a,0) , i = (0, 1) ja b = (b,0) ja siis a ib = (a,0) (0,1) x (b ,0) = (a,0) (0,b) = (a,b) .
      Siis aina kun puhutaan - 1:n neliöjuuresta tarkoitetaan itse asiassa kompleksiluvun

      (-1,0) neliöjuurta kompleksilukujen laskusäännöillä laskettuna. Reaaliluvulla -1 ei siis ole neliöjuurta reaalilukujen joukossa.

      Terveisiä lukiolaisille!

      Ohman

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Kuinka Riikka Purra on parantanut Suomen kansalaisen elämää?

      Haastan kaikki perussuomalaisten kannattajat kertomaan konkreettisia esimerkkejä kuinka Riikka Purran harjoittama politi
      Maailman menoa
      10
      3459
    2. Diesel-ammattilainen kehuu Sanna Marinia

      "Sanna Marinin (sd) hallitus loi neljä vuotta sitten väliaikaisen polttoaine­tuki­järjestelmän, kun energianhinnat nousi
      Maailman menoa
      46
      3138
    3. Pitkänperjantain kunniaksi tekoälyn analyysi Riikka Purran kirjoituksesta

      🧠 Mitä se kertoo "riikka"-nimimerkin lähijunassa tapahtuneesta? 1. Asenteellinen ja epäasiallinen sävy: Kirjoitus purs
      Maailman menoa
      46
      2931
    4. Iso poliisioperaatio Lapualla

      Paikalla oli silminnäkijän mukaan myös kolme ambulanssia. https://www.is.fi/kotimaa/art-2000011924650.html Onko virpo
      Lapua
      55
      2779
    5. 100 prosentin perintövero korjaisi myös Hitas-ongelman

      Moni ei uskalla kieltäytyä perinnöstä maineen menettämisen uhalla, joten sitten tulee näitä tilanteita, joissa joutuu es
      Maailman menoa
      52
      2549
    6. Riikan antisakset leikkaavat bensan hintaa ylöspäin

      Sannan aikoina bensaa sai 1,3 euron litrahinnalla ja Riikka leikkasi sen euron ylemmäksi reiluun 2 euroon. Joko on saks
      Maailman menoa
      32
      2126
    7. Sukupuolineutraalit liikennemerkit yksi persujen älynväläys

      Samassa rytäkässä kaikki syrjäseutujen bussipysäkkien liikennemerkitkin vaihdettiin, vaikkei bussia ole liikennöinyt enä
      Maailman menoa
      52
      2099
    8. Olen aika varma

      että meidän tiemme risteäminen oli ainutkertainen tapahtuma elämässäni. En tule koskaan kohtaamaan ketään muuta, joka sa
      Ikävä
      58
      1870
    9. Oletko nähnyt hänet ilman...

      Vaatteita!?
      Ikävä
      45
      1809
    10. Oon niin surullinen

      Ettei meistä tullut sitä mitä toivoin
      Ikävä
      48
      1612
    Aihe