导读:世事洞明皆学问,人情练达即文章!真理永远流淌于智者,而止于凡人。没有永远的老师,也没有永远的父母,他们终有一天会离我们而去…

众所周知,大学里学的欧拉公式是当代许多大学生的噩梦,许多大学生感觉前面都学的好好的,怎么一下子给我整出来个这种鬼公式,搞得我有点尴尬,关于该公式的证明也是霹雳扒拉的一大堆。

欧拉公式:e∧(iπ)+1=0

或e∧(iθ)=cosθ+isinθ

这就让许多人一下子变成丈二和尚了,根本摸不着头脑,只能死记硬背地背下这个公式了。好在这个公式非常简单,要是再长一点死记硬背都得烧高香了,尤其是对许多女孩子而言。

那么运用中学的知识如何才能证明这个公式呢?下面我们将利用启发性思维方法去求证该公式,看完这篇文章你就懂了!

读过中学的学生都知道,在中学阶段,学生对复数的各种运算已然成熟,这里我们将从复数的幂运算开始,请看下面几组运算:

(0.5+0.5√3i)²=-0.5+0.5√3

(0.5+0.5√3i)³=-1

(0.5+0.5√3i)∧4=-0.5-0.5√3

(0.5+0.5√3i)∧5=0.5-0.5√3

通过上述数据我想有点能耐的小伙伴们大概能摸出点规律来。是的,通过层层的幂运算我们发现右边式子并没有复杂化,而是以一种相似于左边的简单常态化的形态出现,而这恰恰是我们兴趣的切入点。

这里我就不卖管子了,直接说规律,简单粗暴:

(0.5+0.5√3i)∧n=cos(nπ/3)+i sin(nπ/3) (其中n∈R)

这里请注意,这个n可以是任意实数,而不仅限于整数,这就为我们求证欧拉公式打开了天窗。

平庸的人也许就止步于此了,因为他发现不了任何有价值的规律,这里往往就是平庸人和强者的分水岭了。事实上,我们将其作一般性推广,我们很容易得到这样一个式子:

(A+Bi)∧n=cos(n*arctan(B/A))+i sin(n*arcsinB) (其中A,B,n∈R,且A²+B²=1)

到了这一步,欧拉公式的证明基本上就浮出水面了,我们甚至不需要花太多的功夫,只需要将参数A,B替换一下就ok了。

(1+iθ/n)∧n=cos(n*arctan(θ/n))+i sin(n*arcsin(θ/n))(其中n→∞)

这里我们左右同时开工,拒绝任何复杂的级数收敛、泰勒公式等复杂定理,直接应用最为常见的等价代换即可:

[(1+1/n)∧n]∧(iθ)=cos(n*θ/n)+i sin(n*θ/n)(其中n→∞)

这种小儿科级别的极限如今在中学就已经普及了,一秒钟就能搞定,更何况是大学生,这要是搞不定简直就是侮辱大学生。于是很快我们就完成了欧拉公式的证明:

e∧(iθ)=cosθ+isinθ

哪一步看不懂,请在评论区留言,大学生中学生都行,那些还处于发育期的穿开裆裤的小学生请勿扰!

结语:有一天当我们的老师和父母离我们而去时,我们应该自己去发现和探寻真理,要自己学会走路,学会穿开裆裤,学会做人…社会才是最好的大学,关注作者肯定不会有错。

欧拉公式怎么推导(要了许多大学生半条命的欧拉公式竟然只是中学生的鬼把戏)(1)

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