欧拉恒等式
数学公式
欧拉恒等式,也被称为欧拉公式,是一个在数学中具有重要地位的等式。它将自然对数的底e、虚数单位i、圆周率π以及自然数的单位1联系在一起。当x = π时,欧拉公式可以重写为eiπ + 1 = 0或eiπ = -1,这被称为欧拉恒等式。
该等式以莱昂哈德·欧拉的名字命名,他是瑞士数学家和物理学家。欧拉恒等式是复分析中的一个基本公式,它建立了三角函数和复指数函数之间的关系。欧拉在《无穷分析引论》中研究了指数函数和对数函数,并给出了欧拉恒等式。欧拉恒等式在数学、物理、化学和工程学中都有广泛的应用。物理学家理查德·费曼将该方程称为“我们的宝石”和“数学中最引人注目的公式”。
专业术语含义
欧拉恒等式是指下列关系式:
其中e是自然指数的底,i是虚数单位,π是圆周率
这条恒等式第一次出现于1748年莱昂哈德·欧拉洛桑出版的书Introduction。这是复分析的欧拉公式的特例:对任何实数x, ,作代入即给出恒等式。
理查德·费曼称这恒等式为“数学最奇妙的公式”,因为它把5个最基本的数学常数简洁地联系起来。
证明
欧拉恒等式的证明可以通过欧拉公式进行推导。欧拉公式表明,对于任意实数x,有{\displaystyle e^{ix}=\cos x+i\sin x\,\}。当x = π时,代入欧拉公式,得到{\displaystyle e^{i\pi }=\cos \pi +i\sin \pi \,}。由于{\displaystyle \cos \pi =-1}和{\displaystyle \sin \pi =0},因此{\displaystyle {{e}^{{i}\,{\pi }}}=-1},最终得到欧拉恒等式{\displaystyle {{{e}^{{i}\,{\pi }}}+{1}}=0}。
用途
莱昂哈德·欧拉这个公式已经融合于广义相对论和量子力学结合的m理论,成为虚时间的基本架构。也是光量子纠缠的数学表示。
与欧拉恒等式有关的文学作品
博士热爱的算式》(博士の爱した数式),小川洋子著,台湾版本由王蕴洁翻译,二版,麦田出版社,2008年,ISBN 978-986-173-408-8。该作品中提到了欧拉恒等式,展现了数学在文学作品中的魅力。
参考资料
欧拉公式.history-maps.com.2024-01-25
最美的十个数学公式.微信公众号.2024-08-05
欧拉公式——真正的宇宙第一公式.微信公众平台.2024-08-03
欧拉公式 Euler‘s formula.pianshen.2024-08-12
content.个人图书馆.2024-08-03
博士熱愛的算式.豆瓣.2024-08-05
博士的爱情算式.简书.2024-08-03
目录
概述
专业术语含义
证明
用途
与欧拉恒等式有关的文学作品
参考资料