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欧拉公式你tm到底有多美!?

 金苹果6 2018-07-06



(欧拉)

在数学学习生涯中,我们都体会到很多数学公式,例如勾股定理,平面几何公式、微积分等等,但是在数学界中称为“完美”的欧拉公式,数友们有去了解吗?


了解欧拉


莱昂哈德·欧拉(1707-1783)

莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler ),瑞士数学家、自然科学家。


我们都知道陶哲轩同学14岁进入大学,16岁大学毕业,17岁拿到硕士学位。

然而


欧拉同学,13岁进入大学,15岁大学毕业,16岁拿到硕士学位。


他原本是世界上最多产的数学家,但是后来被发表了1500多篇论文的保罗·埃尔德什超过。


他在多个几乎不相关的领域都有所建树,这包括复变函数、平面几何、拓扑学、统计学、物理学,在这些领域中,他都分别提出了一条欧拉公式。


在数学领域中,18世纪甚至被称为“欧拉世纪”。


欧拉公式美不胜收

                   

欧拉公式是指以欧拉命名的诸多公式。其中最著名的有复变函数中的欧拉幅角公式,即将复数、指数函数与三角函数联系起来的欧拉公式。

复变函数论里的欧拉公式


e^ix=cosx+isinx


e是自然对数的底,i是虚数单位。它将三角函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占有非常重要的地位。

以下两个式子也是欧拉公式:


sinx=(e^ix-e^-ix)/(2i)

cosx=(e^ix+e^-ix)/2


我们另x=π计算一下得到e^iπ=-1再将-1移动到等式左边,就得到了这个神奇的恒等式:


e^iπ+1=0


仔细看看这个公式吧

两个超数自然底数e和圆周率π,两个最重要的无理数,两个无限不循环小数。


简直完美!

欧拉公式应用十分广泛,希望数友们多多留意,多多积累哦~


欧拉公式美在哪里


让我们再看一遍这个公式:


e^ix=cosx+isinx


此时此刻小编只想说: 



虽然不敢肯定他是世界上“最伟大”的公式,但可以肯定它是世界上“最完美”的公式!

理由如下:

1

自然界的e含于其中。


自然对数的底,大到飞船的速度,小到蜗牛的螺线,谁能离开它?


2

最重要的常数π含于其中。


世界上最完美的平面对称图形是圆。“最伟大的公式”能够离开圆周率吗? 
(还有π和e是两个最重要的无理数!)



一弧度就是长度刚好等于半径的一段圆弧所对的圆心角

3

正弦和余弦含于其中。


三角函数在研究三角形和圆等几何形状的性质时有重要作用,也是研究周期性现象的基础数学工具。



这是将 sin  cos 运用到三角形上


4

最重要的虚单位i也在其中。 


虚单位i使数轴上的问题扩展到了平面,而在哈密尔的4元数与凯莱的8元数中也离开不了它。


Y轴上使用正弦(红色),在X轴上使用余弦(蓝色),则在 XY 轴平面上画出的环形如下图(黑色)


之所以说她美,是因为这个公式的精简。她没有多余的字符,却联系着几乎所有的数学知识。


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