数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)

欧拉公式:

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(1)

它是最著名的公式之一,它说明了复指数函数和三角函数之间的关系。它还提供了笛卡尔坐标和极坐标之间的有效转换。因此,可以在许多数学分支,物理学和工程学中找到欧拉公式。

其中e是自然对数的底,i是虚数单位,并且θ∈C,e^i称为单位复数。

欧拉公式的证明:

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:

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(2)

现在,让z=ix有以下形式:

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(3)

我们对上式进行化简,并且由于i^2 = -1得到:

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(4)

重新排列右边的项,将所有 i 项放在最后,得到:

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(5)

我们在结合cossin的泰勒级数展开式:

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(6)

因此,它简化为

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(7)

这就是著名份欧拉公式

最后,当我们计算x = π的欧拉公式时,得到

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(8)

它对应的几何图形就是

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(9)

最终得到一个将e,i,π,1,0,联系起来的公式

数学德尔塔公式如何推导(数学上最伟大的公式之一)(10)

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