17.4棣莫弗定理及欧拉公式复习过程
§17.4.棣莫弗定理与欧拉公式
i sin ） 4(cos i sin ). 6 6 12 12 原式 4 3[ cos( ) i sin( )] 解： 6 12 6 12 4 3(cos i sin ) 4 4 2 6 2 6i.
3 1 4 计算： (1)(cos 5 i sin 5 ) ; (2)( i) . 2 2
6
其中r= z 0, . 且有r cos a, r sin b.
确定复数的三角形式，需要先明确什么？ 模和辐角 两个共轭复数的模和辐角有什么关系？ 模相等，辐角互为相反数
指出下列复数的模和辐角： (1) cos 210 i sin 210 ; (2)5(cos 3 i sin 3); (3) （ 2 cos
5
i sin
5
） ; (4)2(sin1 i cos1).
将下列复数的代数形式化成三角形式： (1) z1 5; (2) z2 1 i; 1 3 (3) z4 2i; (4) z5 i. 2 2
三角形式下复数的乘法！
设z1 r1 (cos 1 isin 1 ), z2 r2 (cos2 isin 2 ). 则z1 z2 r1 (cos 1 isin 1 ) r2 (cos 2 isin 2 ) r1r2 (cos 1 isin 1 )(cos 2 isin 2 ) r1r2 (cos 1 cos 2 i cos 1 sin 2 i sin 1 cos 2 i 2 sin 1 sin 2 ) r1r2 [cos 1 cos 2 sin 1 sin 2 i( cos 1 sin 2 sin 1 cos 2 )] z1 z2 r1r2 [cos(1 2 ) isin(1 2 )]
辗转相除法棣莫弗（deMoivre）定理
辗转相除法设两数为a、b(b＜a)，求它们最大公约数(a、b)的步骤如下：用b除a，得a＝bq......r 1(0≤r)。
若r1=0，则(a，b)＝b；若r1≠0，则再用r1除b，得b＝r1q......r2 (0≤r2).若r2＝0，则(a，b)＝r1，若r2≠0，则继续用r2除r1,……如此下去，直到能整除为止。
其最后一个非零余数即为(a，b)。
原理及其详细证明在介绍这个方法之前，先说明整除性的一些特点（下文的所有数都是正整数，不再重覆），我们可以这样给出整除性的定义：对于二个自然数a和b，若存在正整数q，使a=bq，则a能被b整除，b 为a的因子，a为b的倍数。
如果a能被c整除，并且b也能被c整除，则c为a、b的公因数（公有因数）。
由此我们可以得出以下推论：推论1、如果a能被b整除（a=qb），若k为正整数，则ka也能被b整除（ka=kqb）推论2、如果a能被c整除（a=hc），b也能被c整除（b=tc），则(a±b)也能被c整除因为：将二式相加：a+b=hc+tc=(h+t)c 同理二式相减：a－b=hc－tc=(h －t)c所以：(a±b)也能被c整除推论3、如果a能被b整除（a=qb），b也能被a整除（b=ta），则a=b 因为：a=qb b=ta a=qta qt=1 因为q、t均为正整数，所以t=q=1 所以：a=b辗转相除法是用来计算两个数的最大公因数，在数值很大时尤其有用，而且应用在电脑程式上也十分简单。
其理论如下:如果q 和r 是 m 除以 n 的商及余数，即 m=nq+r，则gcd(m,n)=gcd(n,r)。
证明是这样的:设 a=gcd(m,n)，b=gcd(n,r)证明：∵a为m,n的最大公约数，∴m能被a整除，且n也能被a整除，∴由推论1得：qn也能被a整除，∴由推论2得：m-qn也能被a整除，又∵m-qn=r，∴r也能被a整除，即a为n和r的公约数（注意：还不是最大公约数）∵b为n和r的最大公约数，a为n和r的公约数∴a≤b，设两个复数(用三角形式表示)Z1=r1(cosθ1+isinθ1) ,Z2=r2(cosθ2+isinθ2),则:Z1Z2=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].证:先讲一下复数的三角形式的概念.在复数平面上,可以用向量Z(a,b)来表示Z=a+ib.于是,该向量可以分成两个在实轴,虚轴上的分向量.如果向量Z与实轴的夹角为θ,这两个分向量的模分别等于rcosθ,risinθ(r=√a^2+b^2).所以,复数Z可以表示为Z=r(cosθ+isinθ).这里θ称为复数Z的辐角.因为Z1=r1(cosθ1+isinθ1) ,Z2=r2(cosθ2+isinθ2),所以Z1Z2=r1r2(cosθ1+isinθ1)(cosθ2+isinθ2)=r1r2(cosθ1c osθ2+icosθ1sinθ2+isinθ1cosθ2-sinθ1s inθ2)=r1r2[(cosθ1c osθ2-sinθ1s inθ2)+i(cosθ1s inθ2+sinθ1c osθ2)] =r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].其实该定理可以推广为一般形式:圆排列从n个不同元素中不重复地取出m（1≤m≤n）个元素在一个圆周上，叫做这n个不同元素的圆排列。
欧拉公式计算
欧拉公式计算【原创版】目录1.欧拉公式的概述2.欧拉公式的计算方法3.欧拉公式的应用案例4.总结正文1.欧拉公式的概述欧拉公式，又称欧拉恒等式，是由瑞士数学家欧拉在 18 世纪提出的一个数学公式。
该公式在数学领域具有极高的地位，被认为是数学中最美丽的公式之一。
欧拉公式的表述为：e^(ix) = cos(x) + i*sin(x)，其中e 是自然对数的底数，i 是虚数单位，x 是实数。
2.欧拉公式的计算方法欧拉公式的推导过程相对简单。
首先，将复数指数函数 e^(ix) 按照欧拉公式展开，得到：e^(ix) = (cos(x) + i*sin(x)) * e^(ix)。
接着，两边取自然对数，得到：ln(e^(ix)) = ln(cos(x) + i*sin(x))。
由于ln(e^x) = x，所以 ln(e^(ix)) = ix。
将这个结果带回原式，得到：ix = ln(cos(x) + i*sin(x))。
最后，两边求指数，得到：e^(ix) = cos(x) + i*sin(x)。
3.欧拉公式的应用案例欧拉公式在数学、物理等科学领域具有广泛的应用。
以下是一个简单的应用案例：假设我们要求解函数 f(x) = e^(ix) 在 x = π/4处的函数值。
根据欧拉公式，我们可以直接将x = π/4代入公式，得到：f(π/4) = e^(i*π/4) = cos(π/4) + i*sin(π/4) = √2/2 + √2/2 * i。
4.总结欧拉公式是一个在数学领域具有重要意义的公式，它将复数指数函数与三角函数联系起来，展现了数学的统一性和美妙性。
棣美弗定理与Euler公式
y θn θn · n tan θn = lim · n→∞ tan θ tan θn n 1+
x n
=y
(2.7)
定理 2.1. 已知 z = x + iy 則 ez = ex+iy = ex (cos y + i sin y ) 如果 z = iy 就回到 Euler 公式。 由這個定理可容易證明函數方程。 系 2.2. 指數函數 ez 滿足函數方程 ez1 +z2 = ez1 ez2 z1 , z2 ∈ C (2.9) (2.8)
與 (1.5) 不謀而合, 現在決定 K 是甚麼? f 對 x 微分 df = KeKx = − sin x + i cos x = i(cos x + i sin x) dx 因此 K = i, 換言之 f (x) = cos x + i sin x = eix 這正是 Euler 公式。 同理對於函數 g (x) 也有類似的公式: g (x)g (y ) = g (x + y ), [g (x)]n = g (nx) (1.7) (1.8) (1.6)
這個函數方程 (functional equation) 是指數函數的基本性質但是直接由定義是不容易證明的, 不信你可以試看看。 (B) 從分析的角度而言, 利用冪級數來定義指數函數是最自然不過的了 ez = zn , n=0 n!
∞
z = x + iy
(2.10)
在複變函數理論我們將這類可以表為冪級數的函數稱為解析函數 (analytic function), 因為是 無窮級數所以必需先討論收斂性問題。 對於複數要比較大小最自然的就是選取其模 (modulus) 或範數 (norm) |z | = |x + iy | = x2 + y 2
§17.4-棣莫弗定理与欧拉公式
学生小结教师补充
分析：积的辐角等于辐角的和，欲求+可利用 的乘积进行求解.
学生黑板练习
南通工贸技师学院教案用纸附页
教学内容、方法和过程
附记
解： (2+i)(3i)=5+5i=
由复数的乘法法则知，
又∵两个复数分别为2+i和3i
∴其辐角主值 <<， <<2，
∴2<+<3
∴+=2+ =
点评：利用复数的乘法法则求两辐角的和，关键要注意辐角和的范围，复数积的辐角主值不一定是两个复数辐角的和.分析：复数积的等于模的积，商的模等于模的商.
解：|z|=
点评：如果一个复数是由若干个复数相乘或相除而构成，则求其模时，不需要将该复数进行化简运算，而可利用复数三角形式的乘除运算法则，先求各自复数的模，再进行乘除运算.
【举一反三】
已知 ，则
【例3】已知复数 =2+i和 3i的辐角主值分别为、，求+的值
解：（1）原式=
（2）原式=
(3)原式=
(4)原式=
教师讲授
讲授
南通工贸技师学院教案用纸附页
教学内容、方法和过程
附记
点评：若复数是代数形式或非标准的三角形式，要先将复数化为标准的三角形式，然后再利用相应法则进行运算.
【举一反三】
计算：
（1）
(2) (cos +isin )÷ (cos isin )
【例2】求复数 的模.
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授课
日期
班级
15单招2
课题：§17.4棣莫弗定理与欧拉公式
教学目的要求：掌握复数三角形式的乘除法运算法则，能熟练运用法则进行三角形式的乘、除运算.
复变函数与积分变换公式笔记
复变函数与积分变换第一章 复数与复变函数1. 任何一个复数 z ≠0 有无穷多个辐角，如θ1是辐角，则有Arg z = 1+2kπ (k =0,±1,±2,…)表示 z 的全部辐角，其中满足-π＜ 0≤π的辐角 0称为辐角 Argz 的主值， 记为 0=arg z . 2. 棣莫弗公式：（cosθ + sinθ) =cosnθ + sin θ1. 柯西–黎曼方程：第二章 解析函数∂= ∂，∂= −∂ ∂∂∂∂2. 如果二元实函数 ( , )在区域 D 内有二阶连续偏导数，并且满足拉普拉斯方程：∂2 ∂2∂ 2 + ∂ 2 = 0则称 ( , )为区域 D 内的调和函数。
3. 共轭调和函数公式：( , )( , ) = ∫ − ( 0, 0) ∂ ∂d + ∂ ∂d + C其中( 0, 0)为 D 内一个定点，( , )为 D 内任一点，C 为任意常数。
该积分与路径无关。
4. 指数函数的定义5. 指数函数的性质 = + = (cos + sin )2 = 16.ln ,称为 Ln z 的主值，于是有ln = ln | | + arg而其他各支可由下式表达：Ln = ln + 2 ( = ±1, ±2, … )7.余弦函数与正弦函数：cos =sin =8.双曲正弦函数和双曲余弦函数： sh =chz =+ −2 − −2− −2 + −2C C 01. 复积分的计算第三章 复变函数的积分∫ ( )d = ∫ [ ( )] ′( )dC2. 计算：C 为单位圆周| | = 1的上半部分从 1 = 1到 2 = −1的弧。
C 的参数方程为 = (0 ≤ ≤ )，d = d .3. 柯西积分公式：1( 0) = 2 ∮( ) − 0d4. 高阶导数公式:( )∮ C − 0 d = 2 ∙ ( 0)( )(0 !) =2 ( )∮ ( − ) +1d ( = 1,2, ⋯ ).( )∮ d = 2 ( )( ) ( = 1,2, ⋯ ). 0 C( − 0) +1 !1. 幂级数收敛半径公式为第四章级数∞∑=0R = lim ||.2. 幂级数基本展开公式：→∞ +111 −= 1 + + 2 + ⋯ + + ⋯ ，| | < 1； ∞11 += ∑(−1) ，| | < 1； =0 ∞= ∑ =0∞!，| | < +∞；2 +1 sin = ∑(−1) ，| | < +∞；(2 + 1)!=0∞cos = ∑ =0(−1) 2(2 )!，| | < +∞；3. 函数展开结果中可能不含 z 的负幂项，原因在于 ( )在 C 内是解析的。
17.4棣莫弗定理及欧拉公式复习过程
授课班级
养殖班/艺术班
授课课时
2
授课形式
讲授式
授课章节
名称
17.4棣莫弗定理及欧拉公式
使用教具
黑板、PPT
教学目的
1、掌握复数三角形式的乘除法运算和棣莫弗定理、欧拉公式，知道在进行复数的幂运算时采用三角形式和指数形式会使计算变得简便。
2、会进行复数的代数形式、三角形式和指数形式之间的互化。
3、了解复数的指数形式和极坐标形式在电工学中的应用。
（1）
（2）
大学生的消费是多种多样，丰富多彩的。除食品外，很大一部分开支都用于。服饰，娱乐，小饰品等。女生都比较偏爱小饰品之类的消费。女生天性爱美，对小饰品爱不释手，因为饰品所展现的魅力，女人因饰品而妩媚动人，亮丽。据美国商务部调查资料显示女人占据消费市场最大分额，随社会越发展，物质越丰富，女性的时尚美丽消费也越来越激烈。因此也为饰品业创造了无限的商机。据调查统计，有50%的同学曾经购买过DIY饰品，有90%的同学表示若在学校附近开设一家DIY手工艺制品，会去光顾。我们认为：我校区的女生就占了80%。相信开饰品店也是个不错的创业方针。
若 ，则 ； 。
证明：
6、复数指数形式乘方法则：
若 则
证明：
7、复数的极坐标形式：
表示模为，辐角为的复数。即 =
复数的极坐标形式的运算法则：
（1） =
（2） （其中 ）
（3）
例题讲解
例3、将下列复数化为指数形式：
（1） （2）
（3） （4）
（4）（5） （6） （7） （8）0
将下列复数的指数形式化为三角形式和代数形式：
调研课题：课堂教学安排
教学过程
据调查统计在对大学生进行店铺经营风格所考虑的因素问题调查中，发现有50%人选择了价格便宜些，有28%人选择服务热情些，有30%人选择店面装潢有个性，只有14%人选择新颖多样。如图（1-5）所示主要教学内容及步骤
欧拉公式计算
欧拉公式计算欧拉公式是数学领域中的一项著名公式，它将复指数函数、正弦函数和余弦函数紧密地联系在一起，揭示了它们之间的深刻关系。
欧拉公式的表达式为：e^(ix) = cos(x) + i*sin(x)其中，e 是自然对数的底，i 是虚数单位，x 是实数。
这个公式在数学、物理等领域具有广泛的应用，下面我们将简要介绍欧拉公式的数学推导、应用场景以及计算机实现。
一、欧拉公式的数学推导为了推导欧拉公式，我们需要利用欧拉恒等式：e^(ix) = cos(x) + i*sin(x)通过对欧拉恒等式两边同时求导，我们可以得到：i*e^(ix) = -sin(x) + i*cos(x)接下来，我们将利用傅里叶级数来推导欧拉公式。
根据傅里叶级数，我们有：cos(x) = ∑[n=0 to ∞] (-1)^n / (2^n) * (x - π/2)^nsin(x) = ∑[n=0 to ∞] (-1)^n / (2^n) * (x - π/2)^n将上述两个级式代入欧拉恒等式，我们可以得到：e^(ix) = ∑[n=0 to ∞] (-1)^n / (2^n) * (ix - π/2)^n + i * ∑[n=0 to ∞] (-1)^n / (2^n) * (x - π/2)^n通过对欧拉公式两边进行泰勒级数展开，我们可以得到：e^(ix) = cos(x) + i*sin(x)至此，欧拉公式得证。
二、欧拉公式的应用场景1.快速计算三角函数值：利用欧拉公式，我们可以通过计算复指数函数的值来快速得到三角函数的值。
2.复数微积分：欧拉公式可以将复数的微积分问题转化为实数的微积分问题，从而简化求解过程。
3.拉普拉斯变换和傅里叶变换：欧拉公式在拉普拉斯变换和傅里叶变换中具有重要作用，它将指数函数与三角函数紧密联系在一起，为信号处理、系统分析等领域提供了理论基础。
4.量子力学：在量子力学中，欧拉公式为计算薛定谔方程提供了一种简洁的方法。
欧拉公式计算
欧拉公式计算摘要：1.欧拉公式的定义与概述2.欧拉公式的推导过程3.欧拉公式的应用领域4.欧拉公式的重要性与影响正文：1.欧拉公式的定义与概述欧拉公式，又称欧拉恒等式，是由瑞士数学家欧拉（Leonhard Euler）在18 世纪提出的一个著名数学公式。
该公式以其简洁优美的表达形式和深刻的数学内涵著称，被认为是数学史上最杰出的公式之一。
欧拉公式的表述如下：e^(ix) = cos(x) + i*sin(x)其中，e 是自然对数的底数，i 是虚数单位，x 是实数，cos(x) 和sin(x) 分别表示实数x 的余弦和正弦函数值。
2.欧拉公式的推导过程欧拉公式的推导过程并不复杂，其主要依据了复数和三角函数之间的关系。
首先，将复数e^(ix) 按照指数的定义展开，得到：e^(ix) = (cos(x) + i*sin(x))^1然后，利用三角函数的和角公式将右侧的式子化简，可以得到：e^(ix) = cos(x) + i*sin(x)这就是欧拉公式的表达式。
通过这个公式，我们可以将复数和三角函数紧密联系起来，从而为许多数学问题的求解提供了便利。
3.欧拉公式的应用领域欧拉公式在数学及物理学等领域具有广泛的应用。
在复分析、微积分、概率论、波动方程等方面，欧拉公式都发挥着重要作用。
此外，欧拉公式还与复数域上的傅里叶变换、拉普拉斯变换等数学方法密切相关，为信号处理、图像处理等领域提供了理论基础。
4.欧拉公式的重要性与影响欧拉公式的重要性与影响不言而喻。
它以简洁的形式揭示了复数与三角函数之间的深刻联系，为数学家们提供了一个重要的研究工具。
欧拉公式不仅对数学史产生了深远的影响，还对物理学、工程学等相关领域产生了积极的推动作用。
中职数学教案：棣莫弗定理与欧拉公式 欧拉公式
备课组别
数学
上课
日期
主备
教师
授课
教师
课题：
17.4-3棣莫弗定理与欧拉公式 欧拉公式
教学
目标
1. 进一步理解复数三角形式乘除法公式；
2.掌握并应用欧拉公式；
3.理解复数的指数形式。
重点
复数的指数形式及运算；
难点
理解欧拉公式。
教法
讲练结合
教学设备
多媒体一体机
教学
环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
【课堂导学】
复数的代数形式 在进行加、减运算时较为容易.
复数的三角形式为 在进行乘法、除法及乘方运算时较为容易.
复数三角形式 的共轭复数为 .
复数三角形式的乘除法：
若 则
若 则
教学
环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
棣莫弗定理：
一、新授
（一）我们先来了解一个史上最具数学魅力的等式
教学
环节
学
内
容
这些都与前面用复数三角形式得到的结论一致，但运算要方便得多。
二 、例题数学
例1 计算：
解
教学
环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
三、 巩固练习
计算：
[学生完成]
四、小结
本节课主要学习欧拉公式，在计算复数的乘法与乘方运算时，
应用指数形式要简便的多.
五、作业
P78练习
板
书
设
计
教后札记
棣美弗定理
棣美弗定理
维基百科，自由的百科全书
复平面上的立方根等于1.
棣美弗定理是一个关于复数的定理。
历史
法国数学家棣美弗（Abraham de Moivre，1667年－1754年）于1707年创立了棣美弗定理，并于1730年发表。
定理
当一个复数z以极坐标形式表达，即z = cosθ+ isinθ时，其n次方(cosθ+ isinθ)n = cos(nθ) + isin(nθ)，其中n属于任何整数。
证明
证明的思路是用数学归纳法证明正整数的情形。
正整数情形
用数学归纳法，
设命题
n为1时，式左
式右。
因此 P(1)成立。
假设P(k)成立，即
(cosθ + isinθ)k = cos(kθ) + isin(kθ)
当n = k + 1时，
因此P(k + 1)也成立。
由数学归纳法可知，，P(n)成立。
整数情形
只需运用恒等式：
即可。
用棣美弗定理求根
此定理可用来求单位复数的 n 次方根。
设 | z | = 1，表为
z = cosθ + isinθ
若 w n = z，则 w 也可以表成 w = cosφ + isinφ。
根据棣美弗定理：
于是得到
nφ = θ + 2kπ（其中）
也就是：
当 k 取，我们得到 n 个不同的根。
有理数情形
注意到，将θ换为 mθ就有：
因此
这样就证明了有理数的情形。
数学第四册(综高)17.4棣莫弗定理与欧拉公式
备注§17.4 棣莫弗定理与欧拉公式教学目标：1.掌握复数的代数形式、三角形式及指数形式，并会进行三种 形式的互化；2.掌握复数的三角形式的乘、除和棣莫弗定理与欧拉公式。
教学重点：掌握复数的三角形式的乘、除和隶莫弗定理与欧拉公式。
教学难点：掌握复数的代数形式、三角形式及指数形式，并会进行 三种形式的互化。
新课讲授：棣莫弗定理与欧拉公式 一、复习导入在三角形式下对复数进行的运算主要是乘除。
二、探究设复数z 1= 2(cos6π+isin6π)，z 2= 4(cos3π+isin3π)，则z 1 ·z 2等于多少？三、知识链接(1)一般z 1= r 1(cos θ1 +isin θ1)，z 2= r 2 (cos θ2+isin θ2)， 则有z 1 ·z 2= r 1 r 2 [cos(θ1 +θ2 )+isin （θ1+θ2）]由此可见，复数的积的模等于模的积，积的辐角等于辐角的和。
(2)一般z 1= r 1(cos θ1 +isin θ1)，z 2= r 2 (cos θ2+isin θ2)， 则有21z z = 21r r[cos(θ1 -θ2 )+isin （θ1-θ2）] 由此可见，复数的积的模等于模的商，积的辐角等于辐角的差。
四、典型例题 例1、计算 （1）3（cos6π+isin6π）·4（cos12π+isin12π）（2）2（cos 500+isin500）·3（cos400+isin400）例2、计算：[6（cos 700+isin700）]÷[3（cos400+isin400）]若3（cos6π+isin6π），那么z 2与z 3的值分别为多少？练习1.计算： （1）2（cos6π+isin6π）·2（ cos12π+isin12π）（2）2（cos83π+isin83π）·3（ 1+i ）（3）2（cos6π-isin6π）÷2（ cos12π+isin12π）课内练习：P77练习一、复习导入学习了复数三角形式的乘法后，接下来我们学习复数三角形式的 幂运算。
棣莫弗公式.
cost = 1 - t^22!+t^44!-t^66!+……-……
将t = ix 代入以上三式 ，可得欧拉公式
应用欧拉公式，（cosx＋isinx）^n = (e^ix)n
=e^inx
=cos(nx)+isin(nx)
最后可以由数学归纳法导出，对于n∈N，Z^n=r^n(cos nx+isin nx)
[编辑本段]在三角问题中的应用
在r=1时：
（cosx＋isinx）^n = cos(nx)+isin(nx)
有这个公式可以得到一个特别重要的结果。我们可以令n=3为例，此时
（cosx＋isinx）^3 =cos(3x)+isin(3x)
(k=0,1,2,......). n∈N.
这两条公式叫做棣莫弗公式
[编辑本段]证明
棣莫弗公式证明
先引入欧拉公式：e^ix = cosx + isinx
将e^t，sint ， cost 分别展开为泰勒级数：
e^t = 1 + t + t^22! + t^33! + …… + t^nn！+ ……
其中θ为z的辐角，k=0,1,2,...,n-1
例如 解方程x^3=1
得x1=1 , x2=(-1/2)+i(√3)/2 , x3=(-1/2)-i(√3)/2 .
再根据式子sin^2 x+cos^2 x=1,代入并整理后得
cos 3x=4cos^3 x-3cos x
sin 3x=-4sin^3 x+3sin x
欧拉公式计算
欧拉公式计算
摘要：
1.欧拉公式的概述
2.欧拉公式的计算方法
3.欧拉公式的应用案例
4.总结
正文：
1.欧拉公式的概述
欧拉公式，又称为欧拉- 费马定理，是由瑞士数学家欧拉和法国数学家费马分别于18 世纪和17 世纪提出的一个著名数学公式。
该公式描述了复指数函数e^(ix) 与三角函数有直接关系，即：e^(ix) = cos(x) + i*sin(x)。
欧拉公式将实数、虚数、指数函数和三角函数紧密联系在一起，被认为是数学史上最伟大的公式之一。
2.欧拉公式的计算方法
欧拉公式的推导过程相对简单。
首先，将复指数函数e^(ix) 展开，得到：e^(ix) = (e^i)^x = (cos(1) + i*sin(1))^x。
然后，利用二项式定理将(cos(1) + i*sin(1))^x 展开，可以发现，展开后的各项系数分别为cos(x) 和sin(x) 的组合。
具体来说，实部系数为cos(x)，虚部系数为sin(x)。
因此，欧拉公式得证。
3.欧拉公式的应用案例
欧拉公式在数学、物理和工程领域有着广泛的应用。
以下是一些典型的应
用案例：
（1）在复分析中，欧拉公式提供了将复指数函数表示为三角函数的途径，有助于更好地理解复数的性质和运算。
（2）在信号与系统中，欧拉公式可以用于表示周期性信号，有助于分析信号的频谱特性。
（3）在控制系统中，欧拉公式可以用于描述系统的稳定性和相位特性，有助于设计稳定可靠的控制系统。
4.总结
欧拉公式是数学史上的一个重要公式，它将指数函数、三角函数和复数联系在一起，具有广泛的应用。
欧拉公式PPT课件
在热力学中，欧拉公式被用来描述热量的传递和扩散，以及热力学 系统的状态变化。
电磁学
在电磁学中，欧拉公式可以用来描述电磁场的变化和分布，例如电 势、电场强度等。
在工程领域的应用
01
02
03
控制系统
在控制系统中，欧拉公式 被用来描述系统的稳定性 和性能，以及设计控制器 。
信号处理
在信号处理中，欧拉公式 被用来进行频谱分析和滤 波，以及处理图像和音频 等信号。
总结欧拉公式的要点与贡献
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02
03
统一了复数域中的指数函数和三 角函数
揭示了复数和实数之间的内在联 系
为解决许多数学问题提供了新的 思路和方法
展望未来在数学、物理等领域的应用前景
在数学领域的应用前景
在物理领域的应用前景
复分析：欧拉公式是复分析中重要的工具之一，可以用于 研究函数的性质和解决某些复杂的积分问题。
CHAPTER 03
欧拉公式的证明
利用泰勒级数展开证明
总结词：直观明了
详细描述：将函数进行泰勒级数展开，得到无限项之和，通过比较级数的各项系数，可以直观地证明 欧拉公式。
利用复数证明
总结词：巧妙简洁
详细描述：利用复数形式的欧拉公式，通过证明复数形式的恒等式，得到欧拉公式的正确性。这种方法需要一定的复数基础 知识。
导数的基本性质包括
和差、积、商、幂函数的导数公式； 常见函数的导数；高阶导数的计算。
积分的基本性质包括
不定积分与定积分的计算；原函数与 微分的概念及其应用；反常积分的计 算。
欧拉公式的推导过程
基于复数的定义和三角函数的定义，通过引入虚数单位i，利用复数的四则运算和 三角函数的性质，推导出欧拉公式e^(ix)=cos(x)+i*sin(x)。
棣莫弗--拉普拉斯中心极限定理
知识点5.4棣莫弗–拉普拉斯中心极限定理棣莫弗–拉普拉斯定理设m A表示n次独立重复试验中A发生的次数，p是事件A在每次试验中发生的概率,则对于任意区间a,b,恒有lim n→+∞P a<m A−npnp1−p≤b=නab12πe−t22dt.以上定理表明:正态分布是二项分布的极限分布. 一般来说,当n较大时二项分布的概率计算起来非常复杂,根据该定理就可以利用正态分布来近似地计算二项分布.例1设随机变量X 服从b 100,0.8,求P 80≤X ≤100.解P 80≤X ≤100=k=80100100k 0.8k 1−0.8100−k≈Φ100−80100×0.8×0.2−Φ80−80100×0.8×0.2=Φ5−Φ0≈1−0.5=0.5.例2设有一大批种子, 其中良种占1/6. 试求在任选的6000粒种子中,良种所占比例与1/6比较上下小于1%的概率.解设X表示6000粒种子中的良种数, 则X~b6000,Τ16.E X=1000,D X=5000 6.所求的概率为PX6000−16<0.01.利用棣莫弗–拉普拉斯中心极限定理PX6000−16<0.01=P940<X<1060≈Φ1060−1000Τ50006−Φ940−1000Τ50006=2Φ60Τ50006−1≈0.9624.例3一个复杂系统由200个相互独立的元件组成,在系统运行过程中每个元件损坏的概率为0.06,又知系统正常运行至少需要180个元件工作,求系统的可靠度（正常运行的概率）.解记X k=൜1,第k个元件没有损坏,k=1,2,⋯,200.0,第k个元件损坏.X1,X2,⋯,X200是200个相互独立的随机变量，X=X1+X2+⋯+X200表示系统正常运行时完好的元件数.同时，根据题意X服从b200,0.94,从而E X=200×0.94=188,D X=200×0.94×0.06=11.28.因此，所求概率为P X>180=1−P X≤180=1−P X−18811.28≤180−18811.28=1−P X−18811.28≤−2.382≈1−Φ−2.382≈0.9913.也就是说，系统可靠度为99.13%.。
棣莫弗定理与欧拉公式
棣莫弗定理与欧拉公式编写人：刁国龙 审核人：叶新红学习目标：1、掌握复数三角形式的乘除法运算和棣莫弗定理、欧拉公式，知道在进行复数的幂运算时采用三角形式和指数形式会使计算变得简便。
2、会进行复数的代数形式、三角形式和指数形式之间的互化。
3、了解复数的指数形式和极坐标形式在电工学中的应用。
学习重点：棣莫弗定理和欧拉公式，复数指数形式和复数的幂运算。
复数的代数形式、三角形式和指数形式间的互化。
学习难点：复数的代数形式、三角形式和指数形式间的互化。
复数在电工学中的应用。
学习过程：一、 知识链接：1、 若()1111sin cos θθi r z +=，()2222sin cos θθi r z +=，则=∙21z z 因此，复数的积的模等于 ，积的辐角等于 证明：先乘，再用两角和的正弦、余弦公式整理：2、 若()1111sin cos θθi r z +=，()2222sin cos θθi r z +=，则=21z z 因此，复数的商的模等于 ，商的辐角等于 证明：先乘，再用两角和的正弦、余弦公式整理：注意：运用复数的三角形式的乘除法运算时，首先要使每个复数是三角形式。
3、棣莫弗定理若()θθsin cos i r z +=，则=nz ()+∈N n证明：因此，复数的n 次幂的模等于 ，辐角等于欧拉公式表示复数：(cos sin )z a bi r i θθ=+=+= （复数的指数形式） 5、复数指数形式乘除法则： 若1212,i i z re z reθθ==，则12z z ∙= ；12z z = 。
证明：6、复数指数形式乘方法则： 若,i z re θ=则nz =证明：7、复数的极坐标形式：r θ∠表示模为 ，辐角为 的复数。
即r θ∠= 复数的极坐标形式的运算法则：（1）1122r r θθ∠∙∠= （2）1122r r θθ∠=∠ （其中220r θ∠≠）（3）()nr θ∠=二、 例题讲解：例1、 利用复数的三角形式计算下列各式： （1）()()00032cos30sin 30cos60sin 602i i ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦（233cos sincos sin 4477i i ππππ⎤⎫⎛⎫⎛⎫+-+-⎪ ⎪ ⎪⎥⎭⎝⎭⎝⎭⎦（3002cos 40sin 40i +（4）5512cossin 662i ππ⎛⎫⎛⎫+∙- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（5）32cos sin 66i ππ⎡⎤⎛⎫+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（6）(51+ （7）7cos sin 77i ππ⎛⎫-- ⎪⎝⎭小结：例2、 将下列复数化为指数形式： （1）cos sin44i ππ⎛⎫+ ⎪⎝⎭（255cossin 33i ππ⎫+⎪⎭（3）cos sin 55i ππ-- （4）cossin36i ππ- （5）1i -+（6i （7）4i - （8）0例3、 将下列复数的指数形式化为三角形式和代数形式： （1）32ie π（223iπ- （3）28ieπ例4、 计算： （1）625.610iieeππ-∙ （2）445i ieeππ⎛⎫- ⎪⎝⎭÷ （3）424i π⎫⎪⎭例5、 将下列复数化为复数的极坐标形式： （1）1cos sin66z i ππ=- （2）23z =-- （33iπ例6、已知复数66123,i iz ez ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭==，用复数的极坐标形式分别求出：（1）12z z ∙ （2）12z z （3）31z例7、在并联电路中，已知两个正弦交流电流为()()0012120,30i t A i t A ωω=+=+，求总电流i。
棣莫弗公式
棣莫弗定理1科学原理设两个复数（用三角形式表示）Z1=r1(cosθ1+isinθ1），Z2=r2(cosθ2+isinθ2），则: Z1Z2=r1r2[cos（θ1+θ2）+isin（θ1+θ2）].2解析证：先讲一下复数的三角形式的概念。
在复平面C上，用向量Z(a,b）来表示Z=a+bi.于是，该向量可以分成两个在实轴，虚轴上的分向量.如果向量Z与实轴的夹角为θ，这两个分向量的模分别等于rcosθ,rsinθ（r=√a^2+b^2）.所以，复数Z可以表示为Z=r(cosθ+isinθ）.这里θ称为复数Z的辐角.因为Z1=r1(cosθ1+isinθ1），Z2=r2(cosθ2+isinθ2），所以Z1Z2=r1r2(cosθ1+isinθ1）（cosθ2+isinθ2）=r1r2(cosθ1cosθ2+icosθ1sinθ2+isinθ1cosθ2-sinθ1sinθ2）=r1r2[(cosθ1cosθ2-sinθ1sinθ2）+i(cosθ1sinθ2+sinθ1cosθ2）]=r1r2[cos（θ1+θ2）+isin（θ1+θ2）].其实该定理可以推广为一般形式：3推广设n个复数Z1=r1(cosθ1+isinθ1），Z2=r2(cosθ2+isinθ2），……，Zn=rn(cosθn+isinθn），则：Z1Z2……Zn=r1r2……rn[cos（θ1+θ2+……+θn)+isin（θ1+θ2+……+θn)].4解析证：用数学归纳法即可，归纳基础就是两个复数相乘的棣莫弗定理。
如果把棣莫弗定理和欧拉（Euler）公式“e^iθ=cosθ+isinθ”（参见《泰勒公式》，严格的证明需要复分析）放在一起看，则可以用来理解欧拉公式的意义。
利用棣莫弗定理有：Z1Z2……Zn=r1r2……rn[cos（θ1+θ2+……+θn)+isin（θ1+θ2+……+θn)]如果可以把所有的复数改写成指数的形式，即：Z1=r1e^iθ1,Z2=r2e^iθ2，……，Zn=rne^iθn,Z1Z2……Zn=r1r2……rne^i（θ1+θ2+……+θn)这和指数的可加性一致.在一般形式中如果令Z1=Z2=……=Zn=Z，则能导出复数开方的公式.有兴趣可自己推推看.5简介棣莫弗，A．（De Moivre，Abraham)1667年5月26日生于法国维特里的弗朗索瓦；1754年11月27日卒于英国伦敦．数学．棣莫弗出生于法国的一个乡村医生之家，其父一生勤俭，以行医所得勉强维持家人温饱．棣莫弗自幼接受父亲的教育，稍大后进入当地一所天主教学校念书，这所学校宗教气氛不浓，学生们得以在一种轻松、自由的环境中学习，这对他的性格产生了重大影响．随后，他离开农村，进入色拉的一所清教徒学院继续求学，这里却戒律森严，令人窒息，学校要求学生宣誓效忠教会，棣莫弗拒绝服从，于是受到了严厉制裁，被罚背诵各种宗教教义．那时，学校不重视数学教育，但棣莫弗常常偷偷地学习数学．在早期所学的数学著作中，他最感兴趣的是C．惠更斯（Huygens）关于赌博的著作，特别是惠更斯于1657年出版的《论赌博中的机会》（Deratiociniis in ludo aleae）一书，启发了他的灵感．1684年1684年，棣莫弗来到巴黎，幸运地遇见了法国杰出的数学教育家、热心传播数学知识的J．奥扎拉姆（Ozanam）．在奥扎拉姆的鼓励下，棣莫弗学习了欧几里得（Euclid）的《几何原本》（Ele-ments）及其他数学家的一些重要数学著作．1685年1685年，棣莫弗与许多信仰新教的教友一道，参加了震惊欧洲的宗教骚乱，在这场骚乱中，他与许多人一起被监禁起来．正是在这一年，保护加尔文教徒的南兹敕令被撤销．随后，包括棣莫弗在内的许多有才华的学者由法国移住英国．据教会的材料记载，棣莫弗一直被监禁至1688年才获释，并于当年移居伦敦．但据20世纪60年代发现的一份当时的材料，1686年时棣莫弗已经到了英国．随后，棣莫弗一直生活在英国，他对数学的所有贡献全是在英国做出的．抵达伦敦后，棣莫弗立刻发现了许多优秀的科学著作，于是如饥似渴地学习．一个偶然的机会，他读到I．牛顿（Newton）刚刚出版的《自然哲学的数学原理》（Mathematical principles of natural philosophy），深深地被这部著作吸引了．后来，他曾回忆起自己是如何学习牛顿的这部巨著的：他靠做家庭教师糊口，必须给许多家庭的孩子上课，因此时间很紧，于是就将这部巨著拆开，当他教完一家的孩子后去另一家的路上，赶紧阅读几页，不久便把这部书学完了．这样，棣莫弗很快就有了充实的学术基础，并开始进行学术研究．1692年1692年，棣莫弗拜会了英国皇家学会秘书E．哈雷（Halley），哈雷将棣莫弗的第一篇数学论文“论牛顿的流数原理”（On New-ton’s doctrine of fluxions）在英国皇家学会上宣读，引起了学术界的注意．1697年，由于哈雷的努力，棣莫弗当选为英国皇家学会会员．棣莫弗的天才及成就逐新受到了人们广泛的关注和尊重．哈雷将棣莫弗的重要著作《机会的学说》（The doctrine of chances）呈送牛顿，牛顿对棣莫弗十分欣赏．据说，后来遇到学生向牛顿请教概率方面的问题时，他就说：“这样的问题应该去找棣莫弗，他对这些问题的研究比我深入得多”．1710年，棣莫弗被委派参与英国皇家学会调查牛顿-莱布尼茨关于微积分优先权的委员会，可见他很受学术界的尊重．1735年，棣莫弗被选为柏林科学院院士．1754年，又被法国的巴黎科学院接纳为会员．棣莫弗终生未婚．尽管他在学术研究方面颇有成就，但却贫困潦倒．自到英国伦敦直至晚年，他一直做数学方面的家庭教师．他不时撰写文章，还参与研究确定保险年金的实际问题，但获得的收入却极其微薄，只能勉强糊口．他经常抱怨说，周而复始从一家到另一家给孩子们讲课，单调乏味地奔波于雇主之间，纯粹是浪费时间．为此，他曾做了许多努力，试图改变自己的处境，但无济于事．。
棣莫弗定理推导
棣莫弗定理推导我跟你们说哈，这棣莫弗定理推导可真是个烧脑但又超级有趣的事儿，就像在数学的神秘森林里开辟一条新的小路，每一步都充满挑战。
我在学习复数的时候，就一头扎进了这个推导的“大坑”里，那过程，真是让我又爱又恨。
我坐在书桌前，周围堆满了数学书和草稿纸，眼睛死死地盯着本子上写的棣莫弗定理的公式，心里直犯嘀咕：“这玩意儿到底咋推导出来的呢？”这时候，我的数学学霸同桌阿明走了过来，他戴着一副黑框眼镜，那镜片后的眼睛好像能看穿一切数学难题，头发整整齐齐，一看就是个思维严谨的家伙。
我赶忙拉住阿明说：“阿明，你快给我讲讲棣莫弗定理推导是咋回事吧，我这脑袋都快想破了。
”阿明笑了笑说：“你看啊，咱先得从复数的三角形式入手。
复数可以写成\(r(\cos\theta + i\sin\theta)\)的形式，这就像给复数穿上了一件三角的‘外衣’，把它的实部和虚部用三角函数表示出来。
我记得我第一次接触复数三角形式的时候，也觉得挺别扭，就像穿了一双不合脚的鞋，走起来磕磕绊绊。
但一旦熟悉了，就发现这是打开棣莫弗定理推导大门的钥匙。
”我似懂非懂地点点头，又问：“然后呢？”阿明拿起一支笔，在草稿纸上边写边说：“然后我们考虑\((\cos\theta + i\sin\theta)^n\)，当\(n = 2\)的时候，我们把它展开，就像拆一个复杂的玩具，得小心翼翼。
\((\cos\theta + i\sin\theta)^2=\cos^2\theta + 2i\cos\theta\sin\theta -\sin^2\theta\)，再利用三角函数的二倍角公式，就可以化简成\(\cos2\theta + i\sin2\theta\)。
这一步就像找到了拼图的关键一块，一下子把画面清晰了不少。
我当时推导到这的时候，那兴奋劲儿，就像在黑暗里突然看到了一丝光亮，感觉离真相近了一大步。
”我听了，眼睛一亮说：“原来是这样，那\(n\)更大的时候呢？”阿明推了推眼镜说：“当\(n\)更大的时候，我们可以用数学归纳法来推导。
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(3)
2(cos40°+i sin 400)
(3)(3)0
V2 (cos10+isin 10)
Z2
因此，复数的商的模等于，商的辐角等于
证明：先乘，再用两角和的正弦、余弦公式整理：
注意：运用复数的三角形式的乘除法运算时，首先要使每个复数是三角形
式。
二、例题讲解
例1、
例2、利用复数的三角形式计算下列各式：
（1）2cos300isin30°3
(2)^/6lost +i sin=icoS一竺】+i sin〔-—
2、 例题讲解4、例题讲解6、例题讲解
课堂教学安排
第一课时
一、知识链接：
1、若zy=r-\cos3i sin y,z2二r2cos v2i sin v2，贝Uz1* z2=、
因此，复数的积的模等于，积的辐角等于
证明：先乘，再用两角和的正弦、余弦公式整理：
2、若z^i=ri（cosd +i si nd）,z2= r2（cos日2+i si n日2），则—1=
3、了解复数的指数形式和极坐标形式在电工学中的应用。
教学重点
棣莫弗定理和欧拉公式，复数指数形式和复数的幕运算。
复数的代数形式、三角形式和指数形式间。
复数在电工学中的应用。
更新、补
充、删节
内容
无
板书设计
17.4棣莫弗定理及欧拉公式
1、复数二角形式的乘除法3、棣莫弗定理5、欧拉公式
课题序号
授课班级
养殖班/艺术班
授课课时
2
授课形式
讲授式
授课章节
名称
17.4棣莫弗定理及欧拉公式
使用教具
黑板、PPT
教学目的
1、掌握复数二角形式的乘除法运算和棣莫弗定理、欧拉公式，知道在进行 复数的幕运算时采用三角形式和指数形式会使计算变得简便。
2、会进行复数的代数形式、三角形式和指数形式之间的互化。