函数公式网 高中函数 数学中最伟大的公式之一:欧拉公式的推导与证明

数学中最伟大的公式之一:欧拉公式的推导与证明

欧拉公式:

它是说明复指数函数三角函数之间关系的最著名的公式之一。 它还提供笛卡尔坐标和极坐标之间的高效转换。 因此,欧拉公式可以在数学、物理和工程学的许多分支中找到。

其中e为自然对数的底,i为虚数单位,θ∈C,e^i称为单位复数。

欧拉公式证明:

欧拉公式的推导是基于指数函数e^z和三角函数sin(x)和cos(x)的泰勒级数展开,其中z∈C,x∈R。

指数函数e^z的泰勒级数展开我们得到:

现在,让 z=ix 具有以下形式:

我们简化上面的内容,因为 i^2 = -1 我们得到:

重新排列右边的项,将 最后的所有 i 项,我们得到:

我们结合了 cos 和 sin 的泰勒级数展开:

因此,它简化为

这就是大名鼎鼎的欧拉公式

最后,当我们计算x = π的欧拉公式时,我们得到

它对应的几何图形是

最后得到一个连接e,i,π,1,0,的公式

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