1减i的平方等于多少


1 – i 的平方等于多少? 让我们用几种不同的方式来揭开这个谜底。

直接计算:

首先,最直接的方法就是按照平方的定义来展开:

(1 – i)² = (1 – i) * (1 – i)

接下来,使用分配律(也就是大家熟悉的“乘法公式”)展开:

(1 – i) * (1 – i) = 1 * 1 + 1 * (-i) + (-i) * 1 + (-i) * (-i)

简化一下:

= 1 – i – i + i²

别忘了 i² 的定义! i 是虚数单位,其定义是 i² = -1。 代入这个值:

= 1 – i – i – 1

现在合并同类项:

= (1 – 1) + (-i – i)

= 0 – 2i

= -2i

因此,(1 – i)² = -2i

另一种角度:二项式定理

二项式定理告诉我们 (a + b)² = a² + 2ab + b²。 在这个问题中,a = 1, b = -i。 代入:

(1 – i)² = 1² + 2 * 1 * (-i) + (-i)²

= 1 – 2i + i²

再次利用 i² = -1:

= 1 – 2i – 1

= -2i

殊途同归,答案依然是 -2i。

几何解释 (非必需,但能加深理解):

虽然并非直接解答问题,但理解复数平面能更深刻地理解答案。 复数 1 – i 在复数平面上对应于点 (1, -1)。 当我们将一个复数平方时,它的模(到原点的距离)会平方,它的辐角(与正实轴的夹角)会乘以 2。

  • 1 – i 的模是 √(1² + (-1)²) = √2
  • 1 – i 的辐角是 -π/4 (或者 7π/4,取决于你如何定义)。

那么 (1 – i)² 的模是 (√2)² = 2, 辐角是 2 * (-π/4) = -π/2。 一个模为 2,辐角为 -π/2 的复数,对应于复数 -2i。

结论:

无论使用直接计算、二项式定理,还是从几何角度思考,我们都可以得出相同的结论:(1 – i)² = -2i 。


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