这个公式架起了复数和指数函数之间的桥梁,而复数可以用三角函数表示,所以这个公式也架起了三角函数和指数函数之间的桥梁。
这样,利用这个公式,很多三角函数问题都可以用指数函数求解。
有很多方法可以证明这个公式,比如麦克劳林级数。
那么,有没有通用的双角公式呢? 也就是说
n是自然数的公式呢
?
确实有这么一个公式。 求一般双角公式的方法有很多种。 这里,欧拉公式用于降维攻击计划。
我们知道:
求两边n的次方
即
上面的右边 方程由牛顿二项式定理展开,得到
然后根据欧拉定理将上式左边展开,得到
根据复数等式的公式(实数 部分等于实部,虚部等于虚部),即可以发现
可以转化为:
即
即可以是
一变n次余弦函数的有理方程。
即
可以用正弦函数和余弦函数的二元n次多项式表示。
当n=2,3,4,5时,上式的系数
看起来不规则,不直观,非常难记。 那么有没有办法不用死记硬背直接写出上面的公式呢?
得从上式通过欧拉定理和牛顿二项式定理推导出来。 杨辉的三角数如下图红框所示:
比如第8行的数据是1,18,70,28,1,按照这个顺序可以写成 直接:
如第8行第13行的数据分别是1、78、715、1716、1287、286、13,按照这个顺序,可以直接写成:
同理,
相关的阳辉三角数下图蓝色方框:
如果第九行的数是9、84、126、36、1,写 直接相应:
- 总结
利用高等数学知识,可以降维解决初中级数学问题。 例如,本章内容利用欧拉定理和二项式定理,轻松解决高中三角函数任意多个公式的问题。
- 本文相关知识:欧拉定理,二项式定理。