欧拉公式
1. 欧拉公式的发现
1740年10月8日,欧拉(Leonhard Euler ,1707~1783)写了一封信给他的老师约翰·伯努利(Johann Bernoulli,1667 ~ 1748),信中他提到一个发现,微分方程:
微分方程的解可以用两种方式给出,即:
微分方程的两个解
把两个解带入方程,很容易验证其正确性。(注:当时虚数还未被数学界公认,复平面的概念要到1799年才被韦塞尔提出来)
最初欧拉对这个问题确实感到纳闷,不过以他那非凡的数学灵感,他意识到,这两个看上去相差很大的表达式,其实是相等的,后来欧拉用“i”来表示虚数单位,并沿用沿用至今,于是欧拉猜测:
欧拉第一方程
在给约翰·伯努利的另外一封信中,还清楚地看到,欧拉还知道:
欧拉第二方程
欧拉的继续研究中,关于自然对数的幂级数展开验证了这两个公式,更增强了他对以上两个公式的信心,于是在1948年,欧拉在他的著作《无穷小分析引论》中,正式提出了欧拉公式。
欧拉公式
2. 复平面上的单位圆
在复平面上画一个单位圆,单位圆上的点可以用三角函数来表示:
3.对同一个点不同的描述方式
4. 欧拉公式的证明(欧拉公式与泰勒公式)
5.为什么 是圆周运动?
从图上可以推出 时, 在单位圆上转动了1弧度。
再来看看 ,这个应该是在单位圆上转动 弧度:
看来 确实是单位圆周上的圆周运动。
资料来源: