在复数领域,有欧拉公式,是欧拉在研究虚数时自己发现的。
假设x为复数,则有如下公式,欧拉公式:
如果把π带入欧拉公式,就会有:
看到这个公式很简单,但是把欧拉数e,pi,虚数i,第一个数1,和 0,加上乘法、加法、幂运算,是不是很神奇?
我在中学的时候还没有找到可行的欧拉公式的证明方法。 如果你学过微积分,这里有一个证明。 令复数z=cosθ为inθ,并在复变量范围内积分:
因此,欧拉公式得证。
如果学过级数,还有一种方法可以证明,就是将sinx和cosx展开成级数:
引入z=cosx isinx,
欧拉公式 几何上解释为单位圆在复平面上的点数变化。 也就是说,任意复数x都可以对应单位圆的旋转角度ψ。
任意复数a bi(a,b为实数,i为虚数)都可以写成r,这给复数运算即乘除运算带来了极大的方便, 其中可以加减参数,模乘和除法。
欧拉公式可以将实数领域的求幂推广到复数领域。 读者可以证明:
由欧拉公式很容易推导出:
所以不难得到如下公式:
不可能为 cosx=2 在实数领域。 如果x是复数,用上面的公式:
即对于任意整数k,
最后用欧拉公式证明三角形和的公式和 乘积差异
因为:
所以有:
从而证明: