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实数是什么数

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实数集与数轴上所有点所成的集合一一对应,实数是一维数,复数由实数拓展而来,它是二维数,复数集与复平面上的所有点一一对应,且实数集是复数集的真子集。这就是实数与复数的根本区别和联系,部分学生对复数与实数的根本区别理解不深,导致解题中常常出现概念性的失误,现举例如下:

例1 若不等式 成立,求实数 .

错解:

因为两个不全为实数的复数不能比较大小,所以性质 在复数集中不一定成立,上述解法是错误的。

正确的解法应该是直接由条件得出不等式组

例2 设关于x的方程

错解:设两根为

以 ,从而得

与题意不符。

其错因在于复数集中|z|2=z2 不一定成立,因此第二步不一定成立。

正确的解法是:△=4(1-2m),

(1)

∴两实根同号,又2(m -)<0,

(2) △=4(1 -2m)<0,

(2) △=4(1 -2m)<0,

综上(1)、(2)得

例3 已知方程 的两个虚数根为α,β,且|α-β|=2 ,求实数k.

错解:∵α+β=4,αβ=3k,

∴ ,

以 代入原方程得 ,均非虚根,不符题意,显然错误。错因何在?显然错在等式 不全为实数时,不一定成立。事实上,令 显然 更何况,教科书中对 无定义呢。

本题正确的解法是:

解一:∵ ∴设 ∴

解二:∵ ∴

例4 已知

错解:由

检验:由

从而得

错因何在?显然是在a,b不全为实数时,等式a2+b2=0并不一定等于a=b=0.

事实上,分设

然而 ,进一步证明 是错误的。

例5 求 的值。

错解:

错因何在?显然在于实数集上的指数运算法则: 不一定适用于复数集,即 ,且在复数集中 ;

事实上,

例6 已知 中至少有一个为0.

错证:设 都非0,则 与题设矛盾,因此 中至少有一个为0.

上述证法运用了反证法去证明等价命题,貌似正确,实则在逻辑上有问题,因为 这一性质并没有被证明可以推广到复数集中去。

正确的证法是利用模去证:

,从而必有

为0.

或用共轭复数证法: 即

根据教科书及上述各例,归纳出复数与实数的主要区别如下:

1、两个实数可以比较大小,而不全是实数的两个复数不能比较大小,如例一;

2、 ;

3、 就不一定成立,又若

不一定能推出 如例2和例4;

4、若 ,但若 则上式不一定成立,如例3;

5、实系数方程 △= 时无实根,但在复数集中 ;

6、 在实数集中a的n次方根的情况是:

(1)n为奇数,有一个实根 ,

(2)n为偶数,(i)a>0时有两个实数 , (ii) a<0时无实根,但在复数集中有且仅有n个n次方根,因此,在实数集中 不能分解成一次因式之积,而在复数集中 ;

7、实数集中成立的一些运算法则及命题未经论证不能擅自用于复数集,如例5和例6。