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欧拉公式为什么被称为上帝的公式(为什么说欧拉公式是最美公式)

时间:2023-05-24 21:01热力值:来源:NDM编辑:趣儿哥
欧拉公式具体形式是什么样的 被称为上帝公式的欧拉公式你还不会推导吗?

一般地,我们可以用 表示复数,其中

若将复数看作在复平面上一个的一个点

考虑把该点转化为极坐标表示:

我们使 ,其中

得到复数还可以表示为

我们先考虑一个引理:

引理1:如果一个复数表示为那么它的n次方就可以表示为

证明:我们用一般的代数方式可以得到:

整理得

类推可知 证毕

接下来我们考虑另一个引理:

引理2: 证明

证明:我们知道

那么 证毕

接下来我们尝试将引理2这个公式推广到复数域

设 , ,其中

则根据引理2有 ,接下来证明右边的极限存在。

首先

利用引理1可以将上式表示为极坐标形式

我们先考虑一次形式: ,它也可以写为极坐标形式

易得

又 得到

所以 且

我们分别计算这两个部分的极限:

由于 这一极限不好求,所以我们求 的极限。

我们根据等价无穷小 得到

所以知道 故

接下来计算

我们根据等价无穷小

得到:

所以

故:

所以

这就是著名的欧拉公式:

我们取 代入得 ,它将数学里几个特殊的量以一种简洁且明确的方式联系在了一起。

欧拉上帝公式到底在说什么 为什么说欧拉公式是最美公式
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