
【医】 Demoivre's formula
heart; mind; morals; virtue
numb; timber; tree; wood; wooden
【医】 lignum; wood; xylo-
tile
【化】 tile; watt
【医】 tile
family name; surname
formula
【计】 formula; transition formula entry
【化】 equation
【医】 F.; formula
德·莫弗公式(De Moivre's Formula)是复分析中的一个基本定理,它将复数与三角函数紧密联系起来。该公式指出:对于任意实数 θ 和任意整数 n,有:
$$ (cos theta + i sin theta)^n = cos(ntheta) + i sin(ntheta) $$
公式详解:
核心含义
该公式描述了复数的乘方运算在三角形式下的简洁表达。它将复数模为 1(即位于单位圆上)的 n 次幂运算,转化为对其辐角 θ 进行 n 倍放大的运算。这极大地简化了复数的幂运算和三角恒等式的推导。
与欧拉公式的联系
德·莫弗公式可视为欧拉公式 ( e^{itheta} = cos theta + i sin theta ) 的直接推论。将欧拉公式代入德·莫弗公式左边可得: $$ (e^{itheta})^n = e^{intheta} = cos(ntheta) + i sin(ntheta) $$ 因此,德·莫弗公式本质上是复数指数形式下幂运算规则 ( (e^{itheta})^n = e^{intheta} ) 在三角形式下的体现。
应用领域
术语对照与来源:
“德木瓦弗氏公式”可能是对数学中棣莫弗公式(De Moivre's Formula)的音译。该公式由法国数学家亚伯拉罕·棣莫弗(Abraham de Moivre)提出,是复数领域的重要定理,用于简化复数的幂运算和三角函数的计算。
棣莫弗公式的表达式为: $$ (cosθ + isinθ)^n = cos(nθ) + isin(nθ) $$ 其中:
复数幂运算简化
公式将复数的乘方运算转化为角度的倍数计算,避免了直接展开多项式的繁琐。例如,计算 ( (cos30° + isin30°) ),可直接得到 ( cos90° + isin90° = i )。
与欧拉公式的联系
该公式是欧拉公式 ( e^{iθ} = cosθ + isinθ ) 在整数幂情况下的特例。当欧拉公式的指数形式推广到实数幂时,棣莫弗公式可视为其自然推论。
三角函数恒等式推导
通过展开公式两边的实部和虚部,可以推导出多倍角公式(如 ( cos3θ = 4cosθ - 3cosθ ))。
“德木瓦弗氏”可能是对“De Moivre”的音译差异,不同文献中也可能译为“棣美弗”或“德·摩根”(需注意后者是另一位数学家)。若您遇到其他相关公式,建议核对英文原名或数学符号形式以确认具体含义。
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