一、如何证明公式e^(ix)=cosx+isinx?
我们先设f(x)=cosx+isinx,
然后通过复数运算法则知:
f(x)f(y)
=(cosx+isinx)(cosy+isiny)
=(cosxcosy-sinxsiny)+i(sinxcosy+cosxsiny)
=cos(x+y)+isin(x+y)
=f(x+y)
即f(x)f(y)=f(x+y)
又∵f(0)=1,f'(0)=i,
∴f(x+△x)-f(x)
=f(x)f(△x)-f(x)
=f(x)(f(△x)-f(0))
两边除以△x并取△x→0的极限得:
f'(x)=f(x)f'(0)
f'(x)=if(x)
f'(x)/f(x)=i
两边取区间(0,x)上的定积分,运算可得:
Lnf(x)=ix,
∴f(x)=e^(ix),
即e^(ix)=cosx+isinx公式成立。
二、上述结论可直接推出三角形函数的另一种表达式
∵e^(ix)=cosx+isinx
∴e^(-ix)=cosx-isinx
两式加减可解出sinx,cosx:
sinx=(e^(ix)-e^(-ix))/(2i),
cosx=(e^(ix)+e^(-ix))/2。
附图:
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