creasson
发表于 2021-6-30 11:00:53
目前你研究的平面几何,构型并不算难,解析法、复数法、质点法、向量法均可以做,体现不出优势来,因为是在有理多项式范围内,在表示上,其实也还有一定的局限。对于纯几何吧里的绝大多数问题,估计就做不动了。
dlsh
发表于 2021-6-30 20:11:15
https://bbs.emath.ac.cn/data/attachment/forum/202102/04/222957vzxz49ysnpzmsnpx.png
如图,D和E分别是AB和AC的中点,M和N分别平面内一线段AB和平面外CD的中点
\(由\frac{\overrightarrow{AD}}{\overrightarrow{AB}}=\frac{\overrightarrow{AE}}{\overrightarrow{AC}}=\frac{1}{2}导出\overrightarrow{AD}=\overrightarrow{AB}(\frac{\overrightarrow{AE}}{\overrightarrow{AC}})有问题吗?\frac{\overrightarrow{AE}}{\overrightarrow{AC}}的结果就是复数,\overrightarrow{AB}(\frac{\overrightarrow{AE}}{\overrightarrow{AC}})就是向量与复数的乘积\)
dlsh
发表于 2021-7-2 21:59:32
kastin说:可是压根就没有引入什么向量的东西。复数就是复数,向量就是向量,把复数和向量混合起来,就好比把英语和汉语混合起来,称为你新发明的某某语言,是不是很奇怪?
什么叫混合起来?汉语用过哪些英语语法结构?你知道吗?向量乘以复数叫混合吗?
上图节选自张景中弟子彭翕成中学课外读本《向量、复数与质点》,把上面的向量与复数的积进一步扩充,即可定义向量商概念。
\(假设\overrightarrow{OP}e^{i\theta}=\overrightarrow{OQ },显然可以导出\frac{\overrightarrow{OQ }}{\overrightarrow{OP}}=e^{i\theta}\)
请官科老师指导。
很困惑,连彭老师也不认可 。
彭翕成
发表于 2021-7-4 09:20:57
dlsh 发表于 2021-7-2 21:59
kastin说:可是压根就没有引入什么向量的东西。复数就是复数,向量就是向量,把复数和向量混合起来,就好比 ...
你这个问题,creasson在30楼已经解释很清楚了。
我的水平给不出更好的解释。
向量复数确实很多地方相通。复数除法每本书上都有,但向量一般不写成除法形式。
我个人觉得无需纠结,写成除法时,就用复数形式。
我说了,我对你的印象主要是《坎坷之路》,向量商啥的,我水平低,也理解不了,见谅。
彭翕成
发表于 2021-7-4 09:23:54
彭翕成 发表于 2021-7-4 09:20
你这个问题,creasson在30楼已经解释很清楚了。
我的水平给不出更好的解释。
以我所看资料,好像只有共线向量用除法的
creasson
发表于 2021-7-6 10:27:22
关于复数的导数,你需要仔细看复变函数论。
对于复变函数$ f\left( z \right) = u\left(x,y \right) + iv\left( x,y \right)$
导数要存在,就必须使得下面的极限成立:
\[\mathop {\lim }\limits_{\Delta z \to 0} \frac{{f\left( {z + \Delta z} \right) - f\left( z \right)}}{{\Delta z}}\]
\[ = \mathop {\lim }\limits_{\Delta x \to 0,\Delta y \to 0} \frac{{u\left( {x + \Delta x,y + \Delta y} \right) - u\left( {x,y} \right) + i\left( {v\left( {x + \Delta x,y + \Delta y} \right) - v\left( {x,y} \right)} \right)}}{{\Delta x + i\Delta y}}\]
直接将$z$的实部,虚部,共轭代入即知,这个极限是不存在的,因此一般情形下,它们没有导数。
而常数的导数,恒等于0,这不应该有任何疑问。
更一般的,就是柯西黎曼条件:
\[\left\{ \begin{array}{l}
\frac{{\partial u}}{{\partial x}} = \frac{{\partial v}}{{\partial y}} \\
\frac{{\partial v}}{{\partial x}} =- \frac{{\partial u}}{{\partial y}} \\
\end{array} \right.\]
在平面几何中,应用复数的导数其实是为了在复数形式下求切线,这跟上面的一般情况不同:
上面的导数定义,是未指定$\Delta x,\Delta y$的趋近方向的,而曲线的切线,则是指定了趋近方向的。
例如对于虚直线:$Re\left( z \right) = 0 $,限制条件是$x = 0$, 限定的方向是$\Delta x = 0$, 如此则可以给出虚直线的共轭导数
\[\mathop {\lim }\limits_{\Delta z \to 0} \frac{{\Delta \mathop z\limits^\_ }}{{\Delta z}} = \mathop {\lim }\limits_{\Delta x = 0,\Delta y \to 0} \frac{{\Delta x - i\Delta y}}{{\Delta x + i\Delta y}} =- 1\]
同理,对于圆:\[ z \mathop z \limits^\_ = 1 \], 限制条件是$x^2 + y^2 = 1$, 限定的方向是$\frac{\Delta y}{\Delta x} =- \frac{x}{y}$
\[\mathop {\lim }\limits_{\Delta z \to 0} \frac{{\Delta \mathop z\limits^\_ }}{{\Delta z}} = \mathop {\lim }\limits_{\frac{{\Delta y}}{{\Delta x}} \to- \frac{x}{y}} \frac{{\Delta x - i\Delta y}}{{\Delta x + i\Delta y}} = \frac{{y + ix}}{{y - ix}} =- \frac{{\mathop z\limits^\_ }}{z}\]
也就是说,这个共轭导数是在限定条件下的,跟曲线的形状有关。
当然,每次都这么按照定义来很麻烦,如果利用曲线的参数形式,计算就简单多了:
若$ z = u\left( t \right) + iv\left( t \right) $, 则
\[\begin{array}{l}
\frac{{dz}}{{dt}} = \frac{{du}}{{dt}} + i\frac{{dv}}{{dt}} \\
\frac{{d\mathop z\limits^\_ }}{{dt}} = \frac{{du}}{{dt}} - i\frac{{dv}}{{dt}} \\
\end{array}\]
这也可以用于计算曲线的切线方向。
dlsh
发表于 2021-7-6 22:32:02
谢谢老师抽出宝贵时间指导。
基础不够,看复变函数论很难。
根据老师上面的答复,对于直线方程\(z=\bar z,圆方程z\bar z=1不能直接套用实数函数求导法则,一个问题是函数的切线斜率不存在,而复斜率存在,而复斜率是存在,用k表示斜率,\overrightarrow k复斜率,显然\overrightarrow k=\frac{1+ki}{1-ki},按照这个公式常数的复斜率等于1,因为常数的导数等于0\)
dlsh
发表于 2021-7-6 22:32:02
本帖最后由 dlsh 于 2021-7-6 23:06 编辑
谢谢老师抽出宝贵时间指导。
基础不够,看复变函数论很难。
根据老师上面的答复,对于直线方程\(z=\bar z,圆方程z\bar z=1不能直接套用实数函数求导法则,一个问题是函数的切线斜率不存在,而复斜率存在。
\)
\(用k表示斜率,\overrightarrow k复斜率,显然\overrightarrow k=\frac{1+ki}{1-ki},按照这个公式常数的复斜率等于1,因为常数的导数等于0\)
\(主贴中,\frac{\overrightarrow {AH}}{{\overrightarrow {BC}}}=\frac{\overrightarrow {B'C}}{{\overrightarrow {BC}}}=tgAi,可以用tgA+tgB+tgC =tgAtgBtgC验证 \)
creasson
发表于 2021-7-7 10:15:32
需要谨慎使用新名词,不然都很难理解你的意思,无法沟通。
将$ \frac{d \overline{z} }{dz} $ 称为复斜率及用于切线计算也并不适当,
其实, 若复平面上的曲线有参数形式:$ z = u\left( t \right) + iv\left( t \right) $, 则切向量为$ \frac{dz}{dt } = \frac{du}{dt} + i\frac{dv}{dt} $,
如此就行了,这也是一般切向量的计算方式。如果取$t=x$,也就是$ \frac{dz}{dx} = 1 + i\frac{dy}{dx} $。
回到你的问题:
对于单位圆方程:$ z \overline{z} = 1 $
两端对$z$求导(注:这里只是形式求导,因为$\frac{d \overline{z} }{dz}$ 在一般情况下并不存在!)
左边 = $ z\frac{d \overline{z} }{dz} + \overline{z} $ , 右边 = 0
也是得到$ \frac{ d \overline{z} }{dz} =- \frac{\overline{z}}{z}$,不存在你说的问题。
你给的图,用角度表示,如下:
\[\left\{ \begin{array}{l}
\mathop {BA}\limits^ \to = \frac{{\sin C}}{{\sin A}}{e^{iB}}\mathop {BC}\limits^ \to \\
\mathop {BO}\limits^ \to = \frac{1}{2}\left( {1 + i\cot A} \right)\mathop {BC}\limits^ \to \\
\mathop {BH}\limits^ \to =- i\frac{{\cos B}}{{\sin A}}{e^{i\left( {A + B} \right)}}\mathop {BC}\limits^ \to \\
\mathop {BB'}\limits^ \to = \left( {1 + i\cot A} \right)\mathop {BC}\limits^ \to \\
\end{array} \right.\]
计算为\[\frac{{\mathop {AH}\limits^ \to}}{{\mathop {BC}\limits^ \to}} = \frac{{\mathop {B'C}\limits^ \to}}{{\mathop {BC}\limits^ \to}} =- i\cot A\]
dlsh
发表于 2021-7-8 22:50:31
本帖最后由 dlsh 于 2021-7-8 22:57 编辑
谢谢老师耐心答复。
抱歉复斜率没有讲清楚,文献中的复斜率与我提出的共轭比概念相同,共轭导数的几何意义等于曲线的复斜率,根据共轭导数的定义,假设函数y=f(x)变换成复函数\(z=g(\bar z)\)后,\(z'=\frac{1+y'i}{1-y'i},\)显然y'不存在时,z'=-1,这时候曲线的切线平行于虚轴,
向量商概念描述一些几何结论很简洁,主贴是典型实例,另外我前面有笔误,应该是 向量BC除以向量AH,写倒了。
老师的书什么时候可以出版?