Bueno, eso ya me parece cogérsela con papel de fumar.
¿Nos explicas por qué si i^2 es -1, no se puede decir que í sea (operador raíz cuadrada) de -1?
Aquí no puedo poner los símbolos matemáticos fácilmente así que escribiré como pueda. Iba a introducir mi mensaje con los símbolos habituales de los conjuntos racionales, reales y complejos
(imagen visible para usuarios registrados) ,
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pero el sistema no me deja porque considera a cada uno como una imagen y limita las mismas a diez imágenes por mensaje. Sé que se pueden introducir con códigos Unicode (por ejm
(imagen visible para usuarios registrados) es
U+211D), pero igual así no se verían en el navegador usado. Así que en su lugar usaré la letra mayúscula correspondiente en zainita:
Q,
R y
C o el nombre nombre del conjunto en su caso.
¿Recuerdas cómo se define el conjunto de los racionaes,
Q?
Se define como la razón entre dos enteros. Podríamos escribir algo así:
Q={
(imagen visible para usuarios registrados) tales que a y b son enteros, y b es positivo}
Se puede refinar más o hacerlo de otra forma (por ejm poniendo que b sea natural, o que no haya múltiplos comunes entre a y b, pues resultan racionales equivalentes), pero dejémoslo así, porque lo que quiero mostrar es que la forma canónica de representarlos es así, con dos números del conjunto anterior¹ (el de los enteros) separados por una dosis de poleo.
Me voy a desviar un momento:
¿Por qué esa forma, digamos, como una fracción, es la forma canónica y no lo es la representación con decimales? Pues entre otras cosas porque esta es la perfecta. Voy a mostrarlo con unos ejemplos: el racional 1/2 puedes representarlo en forma decimal así: 0,5 . Pero por ejm el racional 1/3 no puedes representarlo de esa forma: si intentas calcular su forma con decimales te encuentras con infinitos decimales que se repiten de forma periódica. Tendrías: 0,33333...... hasta el infinito. Ya tienes que introducir otro símbolo para representar una repetición periódica infinita: lo que antes representabas con dos enteros y un signo de separación entre ellos (la dosis de poleo usada en las fracciones), ahora puede necesitar, según el caso, hasta tres números (parte entera, anteperiodo y periodo; por ejm 90/92=1,0222222..., o sea 1 de parte entera, 0 de anteperiodo y 2 de periodo) y dos símbolos: la coma que separa la parte la parte entera de la fraccionaria y el símbolo de periodo que separa la parte que se repite infinitamente de la que no, que es el anteperiodo. Pero no acaba ahí la cosa: resulta que eso no es una propiedad del número en sí, sino de su representación en un sistema numérico posicional concreto: por ejm 1/3 representado en decimal (el sistema que solemos usar, que es de base 10) usando decimales es periódico puro, pero 1/3 representado en un sistema de base ternaria (base 3) resulta que tiene una representación no periódica: es 0,1 en ese otro sistema de numeración posicional ternaria (base 3); por contra como fracción en base 3 sería: 1/10 , pues el 10 es el número de base ternaria que corresponde con el 3 decimal. O sea para pasar un racional de una base a otra sólo tienes que cambiar los dos números enteros que lo forman por los que corresponden en la otra base, por contra usando decimales (y el equivalente en otra base) puedes pasar de tener parte periódica a no tenerla y viceversa (eso no es una propiedad del número sino de la representación del mismo con decimales o equivalente en otra base).
Hay que distinguir lo que es una propiedad del número de lo que es una propiedad de una representación particular de ese número. Si por ejm sabes informática conocerás diferentes sistemas de numeración: allí son básicos el binario (sistema de numeración posición en base 2) y el hexadecimal (base 16, que se usa porque es una forma muy concisa de empaquetar binarios: cada dígito hexadecimal corresponde con cuatro dígitos binarios), así como el octal (base 8, este ya en desuso práctico en informática desde hace mucho). Pues bien, cuando te dicen que un número es capicúa, no están diciendo algo del todo correcto: esa propiedad, la de ser capicúa, no es una propiedad del número en sí sino de su representación en un sistema de numeración dado. Por ejm 99 es capicúa como número decimal, pero ese mismo número en hexadecimal es 63, que no es capicúa, y en octal 143, que tampoco es capicúa. Por contra la propiedad de ser par o impar sí es una propiedad del número en sí. es indiferente de cómo representes en número (sea con nuestros sistema posicional decimal, con el hexadecimal, con números romanos o con números mayas, o con cualquier otro, que a lo largo de la historia y las civilizaciones ha habido muchos).
Este desvío un poco largo lo he hecho sobre todo para mostrar que esa representación canónica de los racionales, números básicos, es así no por capricho o porque a los matemáticos les guste complicar las cosas, sino todo lo contrario: es así porque es la forma más perfecta. Y no es que la representación con decimales (o en otros sistemas de numeración) no tenga su utilidad, que la tiene enorme, sino que la forma canónica y perfecta es la descrita.
Ahora volvamos a los complejos, y veamos que esa parte donde se definen los mismos, y también i -i es un número complejo más del conjunto, la base imaginaria-, es sencillísima cuando se entiende. El conjunto de los complejos se define así:
C={ (a,b) tales que a,b pertenecen a
R}
Así como los racionales se definían con un par de enteros,
los complejos se definen con un par de reales.
a es lo que se llama la parte real, y b la parte imaginaria (conserva ese apelativo de la época en la que ya los conocían pero aún no se comprendían del todo y la teoría no estaba completamente desarrollada²) del número complejo. Pues bien,
como a y b son reales, ninguno de ellos puede ser raíz (cuadrada) de -1.
¿Qué es el número i? La unidad imaginaria: i=(0,1). Si elevas i al cuadrado, obtienes (0,1)^2=(0,1)*(0,1)=(-1,0). O sea, al elevarlo al cuadrado se elimina la parte imaginaria y sólo queda la aprte real como -1. Puedes comprobarlo, pues el producto de dos complejos (a,b) y (c,d) se define así:
(a,b)⋅(c,d)=(ac−bd,ad+bc)
Como ves el producto de dos complejos es "complicado" pues ahí está el meollo. Por contra la suma (o adición) de esos dos complejos es muy sencilla, se suma la parte real con la parte real y la imaginaria con la imaginaria:
(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d)
Muchas veces estos números, por conveniencia se representan en la forma a+b*i que sería equivalente en forma canónica a: (a,0)+(b,0)*(0,1)=(a,b). También hay otras formas de representarlos, por ejm en coordenadas polares.
Como puedes ver en los complejos el número i, la base imaginaria, está perfectamente definido, es (0,1). No es un número que no se conozca, o sea "imaginario" (aunque conserve ese apelativo histórico de cuando aún no se entendía del todo e "imaginaban" un número con la propiedad de ser -1 al elevarlo al cuadrado), sino todo lo contrario.
Raíz c. de -1 obviamente no existe en R, pero tampoco existe en C, pues los números a y b que forman los (a,b) de C, son reales, y a no puede ser raíz de -1, ya que no existe en ese conjunto
R.
O sea no hay ningún raíz de -1.
Y ya sé que la burrada de raíz de -1 la encontrarás en muchos libros, sobre todo escritos por ingenieros o por físicos, pero no es correcto. Ponerlo así es no haber entendido ni lo más sencillo de lo que son los números complejos. Y así de paso también muestro por qué un ingeniero no debería dar matemáticas en bachillerato, porque en general no tienen el nivel suficiente: para dar solventemente una materia de cierto nivel tus conocimientos tienen que estar unos cuantos niveles por encima. Ahora, a un instituto privado le interesa un ingeniero: seguramente no tiene el dominio de de ninguna de las materias que da, pero puede dar un montón de ellas -matemáticas, física, química, geología, incluso biología y. si le aprietas un poco, te da educación física y religión si falta el titular de esas materias-, y eso al negocio le interesa: puede cubrir huecos, etc, pueden explotarlo bien aunque no sea lo ideal para los alumnos y su formación.
También cuando te dicen que
R está contenido en
C, no es del todo exacto, aunque sí lo veo conveniente en esos niveles. La realidad más profunda es que hay lo que se llama un ISOMORFISMO entre el subconjunto de
C en el que sus elementos tienen la parte imaginaria cero, y el conjunto
R. Pero bueno, a niveles de matemáticas no superiores puede decirse que
R está contenido en
C. Pero nunca puede decirse que i sea raíz de -1.
Por cierto, si conoces la definición de número real, sabrás que es mucho más complicada que la de los complejos. Hay mucho más salto entre los racionales y los reales que entre los reales y los complejos, aunque luego los complejos sean más "complejos" de operar y abran infinidad de puertas.
Lo explicado, salvo lo del isomorfismo, es algo que en mi época se daba en BUP (bachillerato). Bueno, en mi caso el profesor era tan bueno (también daba clases en la universidad) que nos contó lo del isomorfismo. O sea, al finalizarlo, si se hubiera aprovechado, uno debería saber y entender qué es un número real (y para eso se estudiaban durante buen tiempo las sucesiones y los límites de las mimas que fueran convergentes) y también qué es un número complejo.
Espero haberte ayudado, aparte de darte el tostón y que seas de los que pasa a entenderlo. Tampoco me sorprendería que hubiera muchos foreros que, aún tras leerlo muchas veces, siguieran sin entenderlo -el mundo está lleno de gente así, y cada vez más porque la inteligencia va bajando por primera vez desde que se tiene registros-.
Voy a anexar algo más para mostrar que hay libros (aunque en este caso sea de paraciencia, no de ciencias) que dicen burradas a nivel ridículo, incluso para quien sólo tenga la formación de secundaria: hablando con un compañero de trabajo que era muy magufo, me decía que había leído un libro donde le decían (un magufo sin duda) que el número π (pi), tenía infinitos decimales. Quien dice algo así, ese autor magufo, ni siquiera había entendido el concepto de número real. O sea, que ni había llegado al nivel de matemáticas de bachillerato, y se quedó en la visión de los racionales, que encima veía, de forma incorrecta, como decimales (cuando esta forma es una representación no ideal de los mismos). El nivel matemático de ese magufo no había llegado ni al de los pitagóricos de hace unos miles de años, pero ahí estaba escribiendo un libro, y otros, peores que él, leyéndolo en lugar de leer a los genios de la humanidad.
¹: Los enteros a nivel histórico, como concepto de número, son muy posteriores a los racionales, -de hecho los racionales ya se usaban cuando aún el cero no se entendía como un número-, pero modernamente se introducen primero los enteros y después los racionales.
²: No llega un día un matemático y dice, voy a definir los complejos así, como fueron mucho después, sino que primero se van descubriendo cosas, que inicialmente aún no se comprenden del todo y cuya teoría y comprensión tardará en desarrollarse.