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[讨论] 向量与复数的区别

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发表于 2022-8-23 21:06:02 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    向量没有明确定义吗?两者的运算有什么不同?
   
     以下内容由天山草网友从网上整理。
     复数是一个数还是一个向量?复数和向量的区别是什么?
首先,复数是一个数,不是向量。其次,向量(这里仅限于二维向量)是有方向的,而复数作为数是没有方向的。但二者又不是截然没有联系,人们把复数的实部和虚部构成的数对与坐标平面里的点对应起来,发现全体复数与坐标平面里的全体点之间是一一对应的。而把向量的两个分量作为一个有序数对也对应坐标平面里的一点,全体二维向量与坐标平面里的所有点也是一一对应的。这样全体复数和全体向量之间就是一一对应的了:拿出坐标平面里的一个点,若把它的横坐标作为复数的实部、纵坐标作为虚部,就得到一个复数;若把点的横坐标作为向量的第一个分量、纵坐标作为第二个分量,就得到一个向量。总之,二者既有不同,又存在密切的联系。复数和平面向量在集合/拓扑的含义下同构于平面(一个实的二维线性空间)。但是其上定义的代数结构不同(乘法等运算规则)。所以在代数层面它们不同。
从题主问的问题来看题主应该是高中生,但是一定要认识到复数与向量还是有很大区别的,向量可以轻易推广到多维甚至无限维的情况,但复数却没那么容易进行推广。复数作为一种代数结构,其乘法对应平面旋转。在数学里,对向量这个词并没有一个明确的定义,也不要把它等同于物理中的矢量。比如,一个1*n或者n*1的矩阵可以叫行向量列向量。高中学的那种,有一个起点一个终点,那么由起点指向终点的有向线段也可以叫向量。在大学线性代数里,你甚至会看到一个更厉害的,线性空间又名向量空间(具体定义还是等你学到线性代数再学吧),里面任何东西都可以叫向量。从某种意义上说,复数域是个实数域上的线性空间,于是复数域里所有东西都叫向量。以及,生活中的二维平面、三维空间等,也是实数域上的线性空间,于是这里面的东西都称为向量。向量真的是个没有明确定义的词,所以不要去纠结某个东西是不是向量了。
复数与向量的“基因”有30%的相似度,也就是说,它们之间差距还是比较大的。复数是一个能够完全进行四则运算的数,而向量不能进行全部的四则运算。如果硬是把向量归为数,那么可以把它称为具有结构和特殊运算法则的数!此外,在加减运算空间里,向量与复数是一样的,但其它运算的意义不一样!
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
 楼主| 发表于 2022-8-24 22:07:22 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2022-9-6 21:20:06 | 显示全部楼层
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