复变函数论里的欧拉公式
e^ix=cosx+isinx,e是自然對數(shù)的底,i是虛數(shù)單位。它將三角函數(shù)的定義域擴大到復數(shù),建立了三角函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的關系,它在復變函數(shù)論里占有非常重要的地位。
e^ix=cosx+isinx的證明:
因為e^x=1+x/1!+x^2/2!+x^3/3!+x^4/4!+……
cos x=1-x^2/2!+x^4/4!-x^6/6!……
sin x=x-x^3/3!+x^5/5!-x^7/7!……
在e^x的展開式中把x換成±ix.(±i)^2=-1, (±i)^3=?i, (±i)^4=1 ……
e^±ix=1±x/1!-x^2/2!+x^3/3!?x^4/4!……
=(1-x^2/2!+……)±i(x-x^3/3!……)
所以e^±ix=cosx±isinx
將公式里的x換成-x,得到:
e^-ix=cosx-isinx,然后采用兩式相加減的方法得到:
sinx=(e^ix-e^-ix)/(2i),cosx=(e^ix+e^-ix)/2.這兩個也叫做歐拉公式。將e^ix=cosx+isinx中的x取作π就得到:
e^iπ+1=0.
這個恒等式也叫做歐拉公式,它是數(shù)學里最令人著迷的一個公式,它將數(shù)學里最重要的幾個數(shù)字聯(lián)系到了一起:兩個超越數(shù):自然對數(shù)的底e,圓周率π,兩個單位:虛數(shù)單位i和自然數(shù)的單位1,以及數(shù)學里常見的0。數(shù)學家們評價它是“上帝創(chuàng)造的公式”,我們只能看它而不能理解它。
總結(jié)
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