1减去1/(1-i)等于多少? 这个问题看似简单,却涉及到复数的基本运算。让我们用多种方式来解决它,保证你理解得透彻!
直接计算法 (硬刚法):
最直接的方法就是直接计算:
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找到1/(1-i)的共轭复数: 复数 1 – i 的共轭复数是 1 + i。
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分母实数化: 将1/(1-i)的分子分母同时乘以 1 + i。
1/(1-i) = (1 * (1+i)) / ((1-i) * (1+i))
= (1 + i) / (1 - i^2)
= (1 + i) / (1 - (-1)) (因为 i^2 = -1)
= (1 + i) / 2
= 1/2 + (1/2)i -
计算1 – (1/2 + (1/2)i):
1 - (1/2 + (1/2)i) = 1 - 1/2 - (1/2)i
= 1/2 - (1/2)i
因此,1 – 1/(1-i) = 1/2 – (1/2)i
几何理解法 (可视化法):
复数可以在复平面上表示。1 – i 表示一个从原点出发,横坐标为1,纵坐标为-1的向量。
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1/(1-i)的几何意义: 复数的倒数在几何上可以理解为长度变为倒数,角度变为相反数。 1 – i 的模是 √2,角度是 -π/4 (或 -45度)。 因此,1/(1-i) 的模是 1/√2 = √2/2,角度是 π/4 (或 45度)。这对应于复数 √2/2 + (√2/2)i,也就是 1/2 + (1/2)i (因为√2/2 = 1/√2)。
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1 – (1/(1-i))的几何意义: 在复平面上,先画出表示 1 的向量 (横坐标为1,纵坐标为0),然后画出表示 1/(1-i) = 1/2 + (1/2)i 的向量。 1 – (1/2 + (1/2)i) 相当于从向量 1 的终点指向向量 1/2 + (1/2)i 的终点。 这个新的向量的横坐标是 1 – 1/2 = 1/2,纵坐标是 0 – 1/2 = -1/2。
因此,得到的复数是 1/2 – (1/2)i。
代数变形法 (技巧法):
我们可以先将表达式进行代数变形,再进行计算,可能会更简洁:
1 - 1/(1-i) = (1-i)/(1-i) - 1/(1-i)
= ((1-i) - 1) / (1-i)
= -i / (1-i)
然后分子分母同乘以共轭复数:
-i / (1-i) = (-i * (1+i)) / ((1-i)*(1+i))
= (-i - i^2) / (1 - i^2)
= (-i + 1) / (1 - (-1))
= (1 - i) / 2
= 1/2 - (1/2)i
结论:
无论使用哪种方法,结果都是一样的: 1 – 1/(1-i) = 1/2 – (1/2)i 。 理解复数的共轭、复平面的几何意义以及灵活运用代数变形,可以帮助我们更好地解决这类问题。 相信你已经完全理解了这个问题!