加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

充满神秘而又最美的数学定理——欧拉恒等式

(2013-06-01 08:34:52)
标签:

欧拉等式

太极

文化

分类: 相关文化

e^iπ + 1 = 0 (其中e是自然指数的底,i是虚数单位,π是圆周率。)

这个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学联系到了一起: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,以及数学里常见的0。数学家们评价它是“上帝创造的公式”,我们只能看它而不能理解它。

 

这条恒等式第一次出现于1748年欧拉在洛桑出版的书Introductio。这是复分析的欧拉公式的特例:对任何实数x,

 

e^ix = cosx + isinx 作代入x = π即给出恒等式。

 

美国著名物理学家理查德·费曼称这恒等式为“数学最奇妙的公式”,因为它把5个最基本的数学常数简洁地连系起来。

 

在我们的生活中也有这样的例子:就比如在英国威尔特郡出现的麦田怪圈、太极圈等圆圈或近似于圆圈的表面事物。

1、  英国麦田怪圈

 

 英国威尔特郡日前突现一个麦田怪圈。令人称奇的是,这一怪圈既展现“世界上最美丽的数学定理”——欧拉恒等式。

 

    麦田怪圈研究领域专家露西·普林格尔获悉后乘坐直升机给怪圈拍照。她发现怪圈中有不少线条从中心向外延伸,线条上有许多短折号和分隔号,看起来图案中隐藏着复杂的数字,能代表“欧拉恒等式”中的各个字母。

 

  英国《每日邮报》24日援引普林格尔的话说:“我认为这一怪圈包含一个用0、1记分的二进制记数系统。从中心向外延伸,我们发现怪圈与莱昂哈德·欧拉的恒等式e^(i)π+1=0有关联。”

 

“欧拉恒等式”由18世纪瑞士数学家欧拉创立,将数学中几个最基础的常量连结在一起,是过去两千年中最精巧、最深刻的数学公式之一,有数学界“最美丽的定理”之称。

 

那么,麦田怪圈与欧拉恒公式的关系是什么呢?请看如图,答案即将揭晓:

 

以上即麦田怪圈和欧拉恒等式的示意图。由以上图示,我们发现,,欧拉恒等式的示意图是圆的,而麦田怪圈也恰巧是由多个大小不一的圆组成的。如果在麦田怪圈上画成欧拉恒等式那样的示意图,你就会发现,示意图样几乎可以做到一模一样,只不过大小不一而已。普林格尔就是根据麦田怪圈的形状所得知的。

 

2、太极圈

太极图,别称阴阳鱼,乍看之下是两团纠缠的黑白,中间有两个小圆点,构成一个圆形。其实,它与一个著名的数学公式密切相关,这就是被称为上帝公式的-欧拉恒等式。欧拉,著名数学家,当他写下这个令人称奇的公式时,自己都惊叹,世上居然有这么完美的东西,后来的物理学家理查德·费曼,评价这个公式-上帝存在的证据。这个公式是这样的,e^iπ+1=0,其中e为自然对数的底,i虚数单位,1,0是作为二进制存在的特殊的数,还有圆周率结合起来的一个公式。

那你知道太极圈与欧拉恒等式的关系又是什么吗?

这个答案也将在你看完图示以后揭晓:如图

 

以上分别是太极圈的示意图,欧拉恒等式的示意图在上一图示里。你看,对比一下,是不是又有同麦田怪圈一样的发现呢?

 

那么,欧拉恒等式又该怎样证明呢?我的脑袋闪出了一个问号。为此,我查阅资料,揭开了答案:

 

欧拉恒等式如下:

已知甲乙两数,甲数为(a^2+b^2+c^2+d^2),乙数为(e^2+f^2+g^2+h^2),求证:甲乙两数之积等于四数的平方和,即(a^2+b^2+c^2+d^2)(e^2+f^2+g^2+h^2),=A^2+B^2+C^2+D^2

 

答:(a²+b²+c²+d²)(e²+f²+g²+h²)

=(ae+bf+cg+dh)²+(af-be+ch-dg)²+(ag-bh-ce+df)²+(-ah-bg+cf+de)²

 

根据图形,我又有了新发现:圆跟欧拉恒等式是有关的,而欧拉恒等式里面有圆周率,那么我们就能证明出所有的圆都与欧拉恒等式有关系,并且关系一样。

 

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有