复数形式的新定义运算
我们在小学学了非负数的新定义运算,再到初中学了实数的运算,现在到了高中也知道四则运算可以推广到复数。那么复数是否也可以进行新定义运算吗?
我们先来回顾一下新定义运算的有关概念、复数形式的四则运算的公式:
什么是新定义运算:简单地可以理解为用"△、⊿、!、♢"等符号代替四则运算符号,对一些式子进行不同要求的运算。新定义运算的特点:新定义运算不仅可以进行数的运算,还可以解方程。新定义运算的注意事项:在运算时遇到括号要先去括号,所以“!"的新定义运算符号不同于其他的新定义运算符号:它可能要求阶乘,其他的都不可能有这类定义。于是新定义运算不能按四则运算那样,有些地方可以多对或多组数同时合并一起运算。
复数形式的四则运算的公式:同理于实数的四则运算思想。设z1,z2是任意的两个复数,z1=a+bi,z2=c+di。那么有复数的加减法公式:(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i。复数乘法公式:(a+bi)(c+di)=(ac-bd)(bc+ad)i,其中i=-1完全平方公式(a±b)²也可以和实数的完全平方公式类比。复数除法公式:(a+bi)/(c+di)=[(a+bi)(c-di)]/[(c+di)(c-di)]=[(ac+bd)+(bc-ad)i]/(c²+b²)=[(ac+bd)/(c²+d²)]i。
结合这两方面,就可以进行复数形式的新定义运算。
例1:现新定义运算1!1=a+bi+c+di,求(4!4)+(6!6)。
解题思路:我们发现,!的两边都是相同的数,这个数是多少,实部、虚部单位就均是多少,于是(4!4)+(6!6)的运算过程如下:
解:(4!4)+(6!6)=(4a+4bi+4c+4di)+(6a+6bi+6c+6di)=4a+4bi+4c+4di+6a+6bi+6c+6di=(4a+6a)+(4bi+6bi)+(4c+6c)+(4di+6di)=10a+10bi+10c+10di=10a+10c(10b+10d)i。
例2:现新定义运算2⊿3=5a+6bi-7c+8di,解方程:2X-6⊿7=X+10⊿11。
解题思路:我们发现,⊿左边的数比⊿右边的数小1,算式中a的单位是原式等号左边两个数的和,bi,c,di的实部或虚部单位每往后递增的绝对值是1,中间的数递增1,其余的都是-1。于是解方程2X-6⊿7=X+10⊿11的步骤如下:
解:2X-6⊿7=X+10⊿11整理得X=10⊿11+6⊿7,代入已知条件得X=(21a+22bi-23c+24di)+(13a+14bi-15c+16di),去括号得X=21a+22bi-23c+24di+13a+14bi-15c+16di,化简得X=34a-38c+(36bi+30di),提公因数得X=34a-38c+(36b+30d)i。
例3:现新定义运算A△B=3a+6bi,-(A△B) =2c+di,计算5{A△B[-(A△B)]}。
解题思路:我们发现第一个算式中,△左边的字母要求等号右边将大写替换成小写,其中实部单位为3,虚部单位为6。第二个算式中如果从整体上来看,是第一个算式的相反数。假设去掉负号,△左边的字母要求等号右边将A替换成c,△右边的字母要求将B替换成d,其中实部单位为2,虚部单位为1。5{A△B[-(A△B)]}表示5倍的{A△B[-(A△B)]},于是5{A△B[-(A△B)]}的运算过程如下:
解:5{A△B[-(A△B)]} =5×{(3a+6i)[-(2c-di)]}=5×{[(-6-6)+(-12-3)]i}=5×(-27i)=135i。
例4:现新定义运算1⊕1=3a+9bi,2⊕2=6c+36di,计算(3⊕3)/(4⊕4)。
解题思路:我们发现每个算式中⊕两边的数都相等,等号右边的实部单位是它的3倍,它的平方等于虚部单位,根据这样的规律进行推理,于是.(3⊕3)/(4⊕4)的运算过程如下:
(3⊕3)/(4⊕4)=(9a+81bi)/(16c+256di)=[(9a+81bi)(16c-256di)]/[(16c+256di)(16c-256di)]=[(144-20736)+(1296-2304]/(256²+65536²)=[-20592+(-1208)]/(65536+4294967296)=-(21800/429502)i=-(10900/21475191)i