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输入计算

数学公式

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结果

平方根
4i
a pure imaginary number (i = √−1)
输入的数字 -16
√|number| 4
实部 0
虚部系数 4

这个计算器能做什么

负数的平方根不是实数,但在复数范围内它有明确的定义,即一个纯虚数。本工具可以对你输入的任意实数求平方根。如果输入的是负数,结果将以 \(bi\) 的形式表示,其中 \(b\) 是该数绝对值的平方根,\(i\) 是虚数单位。如果输入的是零或正数,那么你得到的就是普通的实数平方根。

使用方法

在输入框中填入一个数字并提交即可。例如,输入 \(-16\) 会得到 \(4i\),输入 \(-2\) 会得到约 \(1.414214i\)。如果输入正数,比如 \(25\),则返回实数结果 \(5\)。

公式详解

对于任意大于 0 的 \(x\),负 \(x\) 的平方根可以拆解为「\(x\) 的平方根」乘以「负一的平方根」。由于负一的平方根被定义为虚数单位 \(i\),于是我们得到一条简洁的规则:

$$\sqrt{\text{number}} = \sqrt{\left|\text{number}\right|}\;i$$

这条规则之所以成立,是因为 \(i\) 的平方等于负一,所以 \((bi)\) 的平方等于 \(b\) 的平方乘以负一,正好还原出原来的那个负数。

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复平面,显示虚轴上原点上方 b 乘以 i 的点
负数的平方根位于虚轴上的 \(bi\) 处。

实例演示

以 \(-16\) 为例。它的绝对值是 \(16\),而 \(16\) 的平方根是 \(4\)。由于原数是负数,所以答案是 \(4i\)。验证一下:

$$(4i)^2 = 16 \times i^2 = 16 \times (-1) = -16$$

结果正确。

将负 x 的平方根分解为根号 x 乘以 i 的步骤图
拆分根号可得到实数因子乘以虚数单位 \(i\)。

常见问题

为什么负数没有实数平方根?任何实数的平方都是非负数,因此不存在哪个实数的平方会等于负数。为了处理这种情况,我们把数系扩展到了虚数。

\(i\) 是什么?\(i\) 是虚数单位,定义为 \(i\) 的平方等于负一。它是构成复数的基本元素。

如果我输入正数会怎样?你会得到普通的实数平方根,没有任何虚部。

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