欧拉公式的推导过程 欧拉公式怎么推导?

\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u5982\u4f55\u63a8\u5bfc\u51fa\u6765

\u63a8\u5bfc\u8fc7\u7a0b




\u8fd9\u4e09\u4e2a\u516c\u5f0f\u5206\u522b\u4e3a\u5176\u7701\u7565\u4f59\u9879\u7684\u9ea6\u514b\u52b3\u6797\u516c\u5f0f\uff0c\u5176\u4e2d\u9ea6\u514b\u52b3\u6797\u516c\u5f0f\u4e3a\u6cf0\u52d2\u516c\u5f0f\u7684\u4e00\u79cd\u7279\u6b8a\u5f62\u5f0f
\u5728e^x\u7684\u5c55\u5f00\u5f0f\u4e2d\u628ax\u6362\u6210\u00b1ix.

\u6240\u4ee5
\u7531\u6b64\uff1a \uff0c \uff0c\u7136\u540e\u91c7\u7528\u4e24\u5f0f\u76f8\u52a0\u51cf\u7684\u65b9\u6cd5\u5f97\u5230\uff1a
\uff0c \u3002\u8fd9\u4e24\u4e2a\u4e5f\u53eb\u505a\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u3002\u5c06
\u4e2d\u7684x\u53d6\u4f5c\u03c0\u5c31\u5f97\u5230\uff1a
\u8fd9\u4e2a\u6052\u7b49\u5f0f\u4e5f\u53eb\u505a\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\uff0c\u5b83\u662f\u6570\u5b66\u91cc\u6700\u4ee4\u4eba\u7740\u8ff7\u7684\u4e00\u4e2a\u516c\u5f0f\uff0c\u5b83\u5c06\u6570\u5b66\u91cc\u6700\u91cd\u8981\u7684\u51e0\u4e2a\u6570\u5b57\u8054\u7cfb\u5230\u4e86\u4e00\u8d77\uff1a\u4e24\u4e2a\u8d85\u8d8a\u6570\uff1a\u81ea\u7136\u5bf9\u6570\u7684\u5e95e\uff0c\u5706\u5468\u7387\u03c0\uff1b\u4e24\u4e2a\u5355\u4f4d\uff1a\u865a\u6570\u5355\u4f4di\u548c\u81ea\u7136\u6570\u7684\u5355\u4f4d1\uff1b
\u4ee5\u53ca\u88ab\u79f0\u4e3a\u4eba\u7c7b\u4f1f\u5927\u53d1\u73b0\u4e4b\u4e00\u76840\u3002\u6570\u5b66\u5bb6\u4eec\u8bc4\u4ef7\u5b83\u662f\u201c\u4e0a\u5e1d\u521b\u9020\u7684\u516c\u5f0f\u201d\u3002

\u6269\u5c55\u8d44\u6599\uff1a
\u5728\u4efb\u4f55\u4e00\u4e2a\u89c4\u5219\u7403\u9762\u5730\u56fe\u4e0a\uff0c\u7528 R\u8bb0\u533a\u57df\u4e2a \u6570 \uff0cV\u8bb0\u9876\u70b9\u4e2a\u6570 \uff0cE\u8bb0\u8fb9\u754c\u4e2a\u6570 \uff0c\u5219 R+ V- E= 2\uff0c\u8fd9\u5c31\u662f\u6b27\u62c9\u5b9a\u7406 \uff0c\u5b83\u4e8e 1640\u5e74\u7531 Descartes\u9996\u5148\u7ed9\u51fa\u8bc1\u660e \uff0c\u540e\u6765 Euler(\u6b27\u62c9 )\u4e8e 1752\u5e74\u53c8\u72ec\u7acb\u5730\u7ed9\u51fa\u8bc1\u660e \uff0c\u6211\u4eec\u79f0\u5176\u4e3a\u6b27\u62c9\u5b9a\u7406 \uff0c\u5728\u56fd\u5916\u4e5f\u6709\u4eba\u79f0\u5176 \u4e3a Descartes\u5b9a\u7406\u3002
R+ V- E= 2\u5c31\u662f\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u3002
\u53c2\u8003\u8d44\u6599\uff1a\u767e\u5ea6\u767e\u79d1---\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f

\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u4e0d\u662f\u63a8\u5bfc\u51fa\u6765\u7684\uff0c\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u5c31\u662f\u4e00\u4e2a\u5b9a\u4e49\u5f0f\uff01\u5982\u4e0b\uff1a
\u5728\u590d\u53d8\u51fd\u6570\u4e2d\uff0c\u8bbez\u662f\u4e00\u4e2a\u4f5c\u4e3a\u5b97\u91cf\uff08\u4e5f\u5c31\u662f\u81ea\u53d8\u91cf\uff09\u7684\u590d\u6570\uff0c\u5219z=x+iy\u3002\u5219\u5b9a\u4e49w=f(z)=e^z=e^(x+iy)=(e^x)(e^iy)=(e^x)(cosy+isiny)\u3002\u8bf7\u6ce8\u610f\u4e0a\u5f0f\u7684\u51e0\u4e2a\u7b49\u53f7\u7684\u542b\u4e49\uff1a\u7b2c\u4e8c\u4e2a\u7b49\u53f7\u5b9a\u4e49\u4e86\u6709e^z\u8fd9\u79cd\u5f62\u5f0f\u7684\u590d\u53d8\u51fd\u6570\uff08\u5177\u4f53\u662f\u4ec0\u4e48\u5bf9\u5e94\u6cd5\u5219\u4e0d\u6e05\u695a\uff0c\u53ea\u662f\u544a\u8bc9\u4f60\u6709\u8fd9\u4e48\u6837\u7684\u4e00\u4e2a\u51fd\u6570\uff09\uff1b\u7b2c\u4e09\u4e2a\u7b49\u53f7\u4e0d\u662f\u65b0\u7684\u5b9a\u4e49\uff0c\u662f\u7b49\u4ef7\u66ff\u6362\uff1b\u7b2c\u56db\u4e2a\u7b49\u53f7\u662f\u4e00\u4e2a\u65b0\u7684\u5b9a\u4e49\uff0c\u5b9a\u4e49\u4e86\u8fd9\u4e2a\u51fd\u6570\u6ee1\u8db3\u4e00\u4e2a\u65b0\u7684\u8fd0\u7b97\u6cd5\u5219\uff08\u6307\u6570\u4e4b\u548c\u53ef\u4ee5\u62c6\u5206\u6210\u4e24\u9879\u4e4b\u79ef\uff0c\u7c7b\u4f3c\u4e8e\u5b9e\u6570\uff09\uff1b\u7b2c\u4e94\u4e2a\u7b49\u53f7\u5b9a\u4e49\u4e86\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\uff0c\u544a\u8bc9\u4f60e^iy\u5177\u4f53\u7684\u5bf9\u5e94\u6cd5\u5219\uff01\uff08\u8fd9\u91cc\u53ef\u80fd\u6709\u70b9\u4e0d\u597d\u7406\u89e3\uff0c\u56e0\u4e3ae^z\u662f\u4e00\u4e2a\u590d\u53d8\u51fd\u6570\uff0c\u90a3\u4e48e^z\u80af\u5b9a\u662f\u4e00\u4e2a\u590d\u6570\uff0c\u90a3\u4e48\u5b83\u80af\u5b9a\u4e5f\u80fd\u7528X+iY\u8fd9\u6837\u7684\u5f62\u5f0f\u8868\u8fbe\u51fa\u6765\uff0c\u7b2c\u4e94\u4e2a\u7b49\u53f7\u5c31\u662f\u7ed9\u51fa\u4e86\u51fd\u6570\u7684\u5bf9\u5e94\u6cd5\u5219\uff01\uff09
\u6240\u4ee5\u4e25\u683c\u6765\u8bf4\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u4e0d\u662f\u63a8\u5bfc\u51fa\u6765\u7684\uff0c\u53ea\u662f\u4e00\u4e2a\u5b9a\u4e49\u5f0f\uff01\u53ea\u4e0d\u8fc7\u5f53\u65f6\u6ca1\u6709\u76f4\u63a5\u5b9a\u4e49\uff0c\u800c\u662f\u6839\u636e\u7c7b\u6bd4\u5b9e\u6570\u5f97\u51fa\u6765\u7684\uff0c\u7136\u540e\u624d\u6709\u4e86\u4e25\u683c\u7684\u5b9a\u4e49\u3002\u7f51\u4e0a\u6709\u597d\u591a\u4eba\u95ee\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u600e\u4e48\u8bc1\u660e\uff0c\u5176\u5b9e\u8fd9\u663e\u793a\u51fa\u4e86\u4ed6\u4eec\u903b\u8f91\u7684\u6df7\u4e71\uff0c\u6ca1\u6709\u6b63\u786e\u533a\u5206\u7c7b\u6bd4\u6f14\u4e49\uff0c\u5b9a\u4e49\uff0c\u5b9a\u7406\uff0c\u8bc1\u660e\u56db\u8005\u7684\u5173\u7cfb\u3002\u521a\u5f00\u59cb\u5e76\u6ca1\u6709\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u8fd9\u4e2a\u4e25\u683c\u7684\u5b9a\u4e49\uff0c\u6700\u521d\u7684\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u662f\u4eba\u4eec\u901a\u8fc7\u7c7b\u6bd4\u5b9e\u6570\u5f97\u51fa\u7684\u6f14\u7ece\u7ed3\u679c\u7f62\u4e86\uff0c\u7136\u540e\u624d\u6709\u4e86\u6b27\u62c9\u516c\u5f0f\u4e25\u683c\u7684\u5b9a\u4e49\u3002

级数展开即可证明
将函数y=e^x、y=sinx、y=cosx用幂级数展开,有
e^x=exp(x)=1+x/1!+x^2/2!+x^3/3!+x^4/4!+…+x^n/n!+… <1>

sinx=x-x^3/3!+x^5/5!-x^7/7!+……+(-1)^(k-1)*x^(2k-1)/(2k-1)!+…… <2>

cosx=1-x^2/2!+x^4/4!-x^6/6!+……+(-1)^k*x^(2k)/(2k)!+…… <3>
将<1>式中的x换为ix,得到<4>式;
将i*<2>+<3>式得到<5>式。比较<4><5>两式,知<4>与<5>恒等。
于是我们导出了e^ix=cosx+isinx,
将公式里的x换成-x,得到:
e^-ix=cosx-isinx,然后采用两式相加减的方法得到:
sinx=(e^ix-e^-ix)/(2i),cosx=(e^ix+e^-ix)/2.
tanx=[e^(ix)-e^(-ix)]/[ie^(ix)+ie^(-ix)]
此时三角函数定义域已推广至整个复数集。

P.S.
幂级数
c0+c1x+c2x^2+...+cnx^n+...=∑cnx^n (n=0..∞)
c0+c1(x-a)+c2(x-a)^2+...+cn(x-a)^n+...=∑cn(x-a)^n (n=0..∞)
它们的各项都是正整数幂的幂函数, 其中c0,c1,c2,...cn...及a都是常数, 这种级数称为幂级数.
泰勒展开式(幂级数展开法):
f(x)=f(a)+f'(a)/1!*(x-a)+f''(a)/2!*(x-a)^2+...f(n)(a)/n!*(x-a)^n+...
实用幂级数:
ex = 1+x+x^2/2!+x^3/3!+...+x^n/n!+...
ln(1+x)= x-x^2/3+x^3/3-...(-1)k-1*x^k/k+... (|x|<1)
sin x = x-x^3/3!+x^5/5!-...(-1)k-1*x^(2k-1)/(2k-1)!+... (-∞<x<∞)
cos x = 1-x^2/2!+x^4/4!-...(-1)k*x^(2k)/(2k)!+... (-∞<x<∞)
arcsin x = x + 1/2*x^3/3 + 1*3/(2*4)*x^5/5 + ... (|x|<1)
arccos x = π - ( x + 1/2*x^3/3 + 1*3/(2*4)*x^5/5 + ... ) (|x|<1)
arctan x = x - x^3/3 + x^5/5 - ... (x≤1)
sinh x = x+x^3/3!+x^5/5!+...(-1)k-1*x^(2k-1)/(2k-1)!+... (-∞<x<∞)
cosh x = 1+x^2/2!+x^4/4!+...(-1)k*x^(2k)/(2k)!+... (-∞<x<∞)
arcsinh x = x - 1/2*x^3/3 + 1*3/(2*4)*x^5/5 - ... (|x|<1)
arctanh x = x + x^3/3 + x^5/5 + ... (|x|<1)

一方面,在原图中利用各面求内角总和。

设有F个面,各面的边数为n1,n2,…,nF,各面内角总和为:

Σα = [(n1-2)·180+(n2-2)·180 +…+(nF-2) ·180]

= (n1+n2+…+nF -2F) ·180

=(2E - 2F) ·180= (E-F) ·360 (1)

另一方面,在拉开图中利用顶点求内角总和。

设剪去的一个面为n边形,其内角和为(n-2)·180,则所有V个顶点中,有n个顶点在边上,V-n个顶点在中间。中间V-n个顶点处的内角和为(V-n)·360,边上的n个顶点处的内角和(n-2)·180。

所以,多面体各面的内角总和:

Σα = (V-n)·360+(n-2)·180+(n-2)·180 =(V-2)·360. (2)

由(1)(2)得: (E-F) ·360 =(V-2)·360

所以 V + F – E = 2.

http://v.ku6.com/show/e0TGF2P_fvJ6C4gt.html
这个视频讲的还不错

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