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欧拉公式是什么

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欧拉公式是什么

欧拉公式是什么

  是R+V-E=2的。

  拓扑学中,在任何一个规则球面地图上,用R记区域个 数,V记顶点个数 ,E记边界个数 ,则 R+V-E=2,这就是欧拉定理。

  它于1640年由 Descartes首先给出证明,后来 Euler(欧拉 )于1752年又独立地给出证明 ,我们称其为欧拉定理 ,在国外也有人称其 为 Descartes定理。

  欧拉公式(英语:Euler's formula,又称尤拉公式)是复分析领域的公式,它将三角函数与复指数函数关联起来,因其提出者莱昂哈德·欧拉而得名。

  欧拉公式提出,对任意实数 {\displaystyle x},都存在。

  欧拉公式在数学、物理和工程领域应用广泛。

  物理学家理查德·费曼(Richard Phillips Feynman)将欧拉公式称为:我们的珍宝和数学中最非凡的公式。

  法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon marquis de Laplace)曾这样评价欧拉对于数学的贡献:读欧拉的著作吧,在任何意义上,他都是我们的大师。

欧拉公式是什么?

  欧拉公式是指以欧拉命名的诸多公式。

  其中最著名的有,复变函数中的欧拉幅角公式,即将复数、指数函数与三角函数联系起来。

  拓扑学中的欧拉多面体公式。

  初等数论中的欧拉函数公式。

  欧拉公式描述了简单多面体顶点数、面数、棱数特有的规律,它只适用于简单多面体。

  常用的欧拉公式有复数函数e^ix=cosx+isinx,三角公式d^2=R^2-2Rr

  ,

  物理学公式F=fe^ka等。

  复变函数

  e^ix=cosx+isinx,e是自然对数的底,i是虚数单位。

  它将三角函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占有非常重要的地位。

  [2]

  欧拉公式

  e^ix=cosx+isinx的证明:

  因为e^x=1+x/1!+x^2/2!+x^3/3!+x^4/4!+……

  cos

  x=1-x^2/2!+x^4/4!-x^6/6!……

  sin

  x=x-x^3/3!+x^5/5!-x^7/7!……

  在e^x的展开式中把x换成±ix.

  (±i)^2=-1,

  (±i)^3=i,

  (±i)^4=1

  ……

  e^±ix=1±ix/1!-x^2/2!ix^3/3!+x^4/4!……

  =(1-x^2/2!+……)±i(x-x^3/3!……)

  所以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.这两个也叫做欧拉公式。

  将e^ix=cosx+isinx中的x取作π就得到:

  恒等式

  e^iπ+1=0.这个恒等式也叫做欧拉公式,它是数学里最令人着迷的一个公式,它将数学里最重要的几个数字联系到了一起:两个超越数:自然对数的底e,圆周率π,两个单位:虚数单位i和自然数的单位1,以及被称为人类伟大发现之一的0。

  数学家们评价它是上帝创造的公式

  那么这个公式的证明就很简单了,利用上面的e^±ix=cosx±isinx。

  那么这里的π就是x,那么

  e^iπ=cosπ+isinπ

  =-1

  那么e^iπ+1=0

  这个公式实际上是前面公式的一个应用。

  分式

    分式里的欧拉公式:

    a^r/(a-b)(a-c)+b^r/(b-c)(b-a)+c^r/(c-a)(c-b)

    当r=0,1时式子的值为0

    当r=2时值为1

    当r=3时值为a+b+c

  三角公式

    三角形中的欧拉公式:

    设R为三角形外接圆半径,r为内切圆半径,d为外心到内心的距离,则:

    d^2=R^2-2Rr

  拓扑学说

    拓扑学里的欧拉公式:

  拓扑学  V+F-E=X(P),V是多面体P的顶点个数,F是多面体P的面数,E是多面体P的棱的条数,X(P)是多面体P的欧拉示性数。

    如果P可以同胚于一个球面(可以通俗地理解为能吹胀而绷在一个球面上),那么X(P)=2,如果P同胚于一个接有h个环柄的球面,那么X(P)=2-2h。

  [3]

    X(P)叫做P的欧拉示性数,是拓扑不变量,就是无论再怎么经过拓扑变形也不会改变的量,是拓扑学研究的范围。

  初等数论

    初等数论里的欧拉公式:

    欧拉φ函数:φ(n)是所有小于n的正整数里,和n互素的整数的个数。

  n是一个正整数。

    欧拉证明了下面这个式子:

    如果n的标准素因子分解式是p1^a1*p2^a2*……*pm^am,其中众pj(j=1,2,……,m)都是素数,而且两两不等。

  则有

    φ(n)=n(1-1/p1)(1-1/p2)……(1-1/pm)

    利用容斥原理可以证明它。

  物理学

  欧拉公式应用

  众所周知,生活中处处存在着摩擦力,欧拉测算出了摩擦力与绳索缠绕在桩上圈数之间的关系。

  现将欧拉这个颇有价值的公式列在这里:

  F=fe^ka

  其中,f表示我们施加的力,F表示与其对抗的力,e为自然对数的底,k表示绳与桩之间的摩擦系数,a表示缠绕转角,即绳索缠绕形成的弧长与弧半径之比。

    此外还有很多著名定理都以欧拉的名字命名。

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