【数理知识】欧拉复数公式

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【数理知识】欧拉复数公式

2023-06-16 10:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

欧拉复数公式 欧拉公式泰勒级数展开近似值 欧拉公式,复数域的成人礼总结

公式: e i π + 1 = 0 e^{i\pi}+1 = 0 eiπ+1=0

这个方程真的很奇妙,因为它集合了:

e e e (欧拉数) i i i (单位 虚数) π \pi π (大名鼎鼎的 pi,一个在很多不同领域都出现的数)0 和 1(也是不凡的数!) 欧拉公式

这方程其实源自欧拉公式:

e i x = cos ⁡ x + i sin ⁡ x e^{ix} = \cos x + i \sin x eix=cosx+isinx

以 x = π x = π x=π,我们得到:

e i π = cos ⁡ π + i sin ⁡ π e i π = − 1 + i × 0 ( 因 为 cos ⁡ π = − 1 和 sin ⁡ π = 0 ) e i π = − 1 e i π + 1 = 0 \begin{aligned} &e^{iπ} = \cos π + i \sin π\\ &e^{iπ} = −1 + i × 0 (因为 \cos π = −1 和 \sin π = 0)\\ &e^{iπ} = −1\\ &e^{iπ} + 1 = 0 \end{aligned} ​eiπ=cosπ+isinπeiπ=−1+i×0(因为cosπ=−1和sinπ=0)eiπ=−1eiπ+1=0​

故此, e i π + 1 = 0 e^{iπ} + 1 = 0 eiπ+1=0 只不过是更有用的欧拉公式的一个特例。

我们可以把任何点(例如 3 + 4 i 3 + 4i 3+4i)变成 r e i x re^{ix} reix 的格式(只需找到 x x x 的值和圆形的半径, r r r)

例子: 3 + 4 i 3 + 4i 3+4i

把这复数转换为 r e i x re^{ix} reix 的格式,我们要转换笛卡尔坐标为极坐标:

r = ( 3 2 + 4 2 ) = ( 9 + 16 ) = 25 = 5 r = \sqrt{(3^2 + 4^2)} = \sqrt{(9+16)} = \sqrt{25} = 5 r=(32+42) ​=(9+16) ​=25 ​=5 x = arctan ⁡ ( 4 / 3 ) = 0.927 ( 保 留 三 位 小 数 ) x = \arctan( 4 / 3 ) = 0.927 (保留三位小数) x=arctan(4/3)=0.927(保留三位小数)

所以 3 + 4 i 3 + 4i 3+4i 也可以是 5 e 0.927 i 5e^{0.927 i} 5e0.927i。

未完待续…

From: 欧拉复数公式

泰勒级数展开 泰勒级数展开总和符号记法 e x = 1 + x + x 2 2 ! + x 3 3 ! + ⋯ e^{x} = 1+ x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \cdots ex=1+x+2!x2​+3!x3​+⋯ ∑ n = 0 ∞ x n n ! \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{n!} n=0∑∞​n!xn​ sin ⁡ x = x − x 3 3 ! + x 5 5 ! − ⋯ \sin x = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \cdots sinx=x−3!x3​+5!x5​−⋯ ∑ n = 0 ∞ ( − 1 ) n ( 2 n + 1 ) ! x 2 n + 1 \sum_{n=0}^{\infty} \frac{(-1)^n}{(2n+1)!}x^{2n+1} n=0∑∞​(2n+1)!(−1)n​x2n+1 cos ⁡ x = 1 − x 2 2 ! + x 4 4 ! − ⋯ \cos x = 1 - \frac{x^2}{2!} + \frac{x^4}{4!} - \cdots cosx=1−2!x2​+4!x4​−⋯ ∑ n = 0 ∞ ( − 1 ) n ( 2 n ) ! x 2 n \sum_{n=0}^{\infty} \frac{(-1)^n}{(2n)!}x^{2n} n=0∑∞​(2n)!(−1)n​x2n 1 1 − x = 1 + x + x 2 + x 3 + ⋯ f o r   ∥ x ∥ < 1 \frac{1}{1-x} = 1 + x + x^2 + x^3 + \cdots \quad for\ \|x\|


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