【林生·博物】“上帝公式”欧拉公式 |
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逆天公式的诞生 从欧拉到欧拉公式 莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler ,1707年4月15日~1783年9月18日),瑞士数学家、自然科学家。1707年4月15日出生于瑞士的巴塞尔,1783年9月18日于俄国圣彼得堡去世。欧拉出生于牧师家庭,自幼受父亲的影响。13岁时入读巴塞尔大学,15岁大学毕业,16岁获得硕士学位。欧拉是18世纪数学界最杰出的人物之一,他不但为数学界作出贡献,更把整个数学推至物理的领域。他是数学史上最多产的数学家,平均每年写出八百多页的论文,还写了大量的力学、分析学、几何学、变分法等的课本,《无穷小分析引论》、《微分学原理》、《积分学原理》等都成为数学界中的经典著作。此外欧拉还涉及建筑学、弹道学、航海学等领域。 他出版了的最有名的两部作品:一部关于函数方面出版于1748年的《无穷小分析引论》和一部是关于微积分出版于1755年的《微积分概论》。在《无穷小分析引论》(Introduction to Analysis of the Infinity)中,欧拉提出了著名的“欧拉公式”。 来看看公式的解释吧~ 公式证明(假) 欧拉公式的证明方法有很多,数学归纳法、推理证明、分式推导、复变求证,甚至于可以运用几何学、物理学、拓扑学来证明。 这里就为各位小可爱带来欧拉公式一种直观的解释。(注意:不是推导,更不是证明,写在答题纸上概不负责哟≧∇≦!) 如下图所示 这是一个复平面坐标系,cos(X)表示圆周运动横坐标,sin(X)表示圆周运动纵坐标。所以我们可以表示任意一个点的位置为 cos(X)+ i * sin(X)。 首先我们知道: 虚指数只改变的增长的方向; 虚指数的增长作用的方向与初始值的方向垂直,且随着数值的变化始终保持着这种垂直的关系; 但我们这是一个极限问题,所以我们得到: 复数长度(模长)不变的连续旋转。 正如下图结果所示 所以 e^xi 就表示在平面上转动X(弧度制的角) 所以我们就有了 令 X= pi ,所以我们得到了 e^pi*i + 1 = 0。 σ^_^; 在这里就不给各位小可爱们带来详细的证明和推导了,皇家大农林敬业的高数老师一定会带领各位畅游欧拉世界~ 为何称其为宇宙第一公式呢 公式近现代意义 我们由上面解释可知,欧拉公式是描述点在复平面上做圆周运动的,随着时间的改变,运动轨线就变成了一条螺旋线。只看实数部分,左侧是余弦曲线,右侧是正弦曲线。 我们由现代物理学可知,宇宙构成本质是旋转的,带有自旋性与圆周运动,而欧拉公式核心正是描述旋转与圆周,是不是感觉很巧,所以,称其为宇宙第一公式毫不为过! 所以欧拉公式具有广泛的运用,如三角函数、傅里叶级数、泰勒级数、概率论、群论等受到了它的影响。对物理学影响也非常巨大,如机械波论、电磁学、波动光学以及引发了电子学革命的量子力学的理论基础也蕴含其中。也将物理学中的圆周运动、简谐振动、机械波、电磁波、概率波等联系在了一起...... 升华吧,欧拉公式~ 哲学意义 欧拉公式,告诉了人类,宇宙最神奇的几个量是一个命运共同体。无论什么时候,宇宙都有它最深层次的灵魂。 图片源于网络,侵删返回搜狐,查看更多 |
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