复数基础及其2D空间的旋转
本文我们讨论复数及其旋转的含义。复数很有意思,本文介绍了复数的基本定义和性质,以及它关于旋转的几何意义。 复数对于旋转的两个方面极为重要: 1. 它引入了 旋转算子(rotational operator) 的思想:可以通过复数表示一个旋转变换。 2. 它是 四元数 和 多向量 的内在属性。 虽然我们暂时不讨论 四元数 和 多向量 (后面文章会介绍),但是我们会讨论复数的旋转含义( 复平面 上的 2D 旋转),以及引入的 旋转子(rotor) ,我们发现通过特定的复数可以描述一个 2D 旋转。 介绍 复数(complex number) 又称为数字王国中的“国王”,它可以解决普通实数不能很好解决的问题。 例如,对于以下方程: $$x^2+1=0$$ 尽管方程如此简单,但并没有实数解。实际上,实数无法解决这样的问题: $$x=\sqrt{-1}$$ 但这没有妨碍数学家们找到解决此类问题的方法,他们提出一个很牛很简单的思想,就是承认 $i$ 的存在,它满足 $i^2=-1$,于是前面的方程我们可以解出: $$x=\pm i$$ 那么 $i$ 到底是什么呢?我们可以不必纠结,$i$ 就是数学家提出的数学工具,一个简单的数学对象,满足 $i^2=-1$。本文会探讨这个数学工具对于旋转如何发挥作用。 待续。。。 复数基础 复数的定义 复数的性质:公理 复数的模 复数的加减 复数的标量乘法