关于欧拉公式的笔记

主要观点:欧拉公式在数学和工程的多个分支中极其重要,但初看令人困惑,其将复数指数与三角函数联系起来。
关键信息

  • 复数有笛卡尔和极坐标两种表示形式,可相互转换。
  • 一些关于欧拉公式的直觉,如将复数看作函数,其乘法特性等。
  • 用幂级数和导数两种方法证明欧拉公式。
  • 可通过绘制图形来可视化欧拉公式及其相关内容。
  • 欧拉公式可推出欧拉恒等式,还能得出棣莫弗公式。
    重要细节
  • 笛卡尔形式:(z = x + yi);极坐标形式:(z = r(\cos\theta + i\sin\theta))。
  • 幂级数证明中,(e^x)、(\cos x)、(\sin x)的麦克劳林级数展开及代入计算。
  • 导数证明中,对(e^{ix})求导得出其为常数函数且值为(1)。
  • 可视化部分,(e^{i\phi})的三维、二维图形及在实轴和虚轴上的投影。
  • 棣莫弗公式((\cos\theta + i\sin\theta)^n = \cos(n\theta) + i\sin(n\theta)),且其分数幂形式用于求复数根时需注意多值性。
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