你真的了解,虛數單位與歐拉公式的組合所蘊含的科學原理嗎?

2020-12-12 電子通信和數學

我們來看著名的歐拉公式e^it=cost+isint,它在坐標系中的位置就是,下圖所示

其中這個i就是我們常見的虛數單位,它的神秘讓許多人都難以理解,但應用卻影響深遠

今天我們不是來談論i的來源,而是來揭秘虛數的一些基本原理,從而間接的讓你發現i的偉大之處。

請看如下:圖中是個複平面(也就是含有複數坐標)的三個坐標點,每個坐標點很顯然是和上面的e^it=cost+isint,是對應的

其中坐標點-0.5+4i=(1.5+i)*(1+2i),高中大家都學過複數的加減乘除,

繼續往下看,在x軸上任選一點,我們選(1.0), 由該點,原點,復坐標點構成一個三角形

同理:另一個點也是構成一個三角形

然後我們將這兩個三角形疊加,

拉伸紅色的底邊,就是(1.5+i)*(1+2i)=-0.5+4i坐標點,你明白了了嗎。

裡充分利用e^it=cost+isint相乘,角度疊加原理。其中i在裡面發揮了重要的作用。夥伴們理解了嗎?

你理解了乘法是相加,那除法肯定是相減了。是不是很神奇

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    不論是高等數學還是大學物理,歐拉公式都如影隨形。因為其重要性和劃時代意義,Euler Formula(歐拉公式)有著很多了不起的別稱,例如「上帝公式」、「最偉大的數學公式」、「數學家的寶藏」等等。這個發表於公元1748年的數學公式,將三角函數與復指數函數巧妙地關聯了起來。
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    本文首發於微信公眾號:"算法與編程之美",歡迎關注,及時了解更多此系列文章。一 什麼是歐拉公式在數學中,sin函數和cos函數是最近乎完美的周期函數,e是自然對數的底,i是數學界中唯一一個平方為負的數字,這幾者一般很少有聯繫,而歐拉公式則很完美的將它們聯繫在了一起,且關係簡單明了:圖1 歐拉公式相信很多人第一眼看到這個公式會覺得不可思議,三角函數怎麼會和指數函數有這麼直接的關係,現在不妨來看看它的一個簡單證明
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