指数为复数怎么计算啊

指数为复数怎么计算啊,第1张

复变函数论里的欧拉公式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。  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=�6�2i, (±i)^4=1 …… e^±ix=1±ix/1!-x^2/2!+x^3/3!�6�2x^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:  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”,我们只能看它而不能理解它。

Arg(z)表示复数z的幅角,它有无穷多个值,任两个值的差是2π的整数倍。arg(z)则表示复数z幅角的主值,复数幅角主值的范围的规定各种书上不尽一致,有的规定是[0,2π)。必须指出,只要是复数z的某一个幅角值(即使不是主值)也可以用arg(z)表示。arg(z)与Arg(z)之间的关系是:Arg(z)=arg(z)+2kπ(k为整数)。 z=x+iy 复数的指数函数定义为e^z=e^x(cosy+isiny),|e^z|它是求复数的模的问题,可以证明出来的是|e^z|=|e^(x+iy)|=|e^x(cosy+isiny)|=|e^x||cosy+isiny|=e^x1=e^x。其中乘号右边复数的模|cosy+isiny|=√(cosy^2+siny^2)=1

周期函数的定义,f(z)=f(z+T)

e^z=e^(z+T),T=a+ib

1=e^T=(cosα+isinα)e^a

e^-a=cosα+isinα

当sinα=0

α=kπ(k是实整数)

e^-a=coskπ=±1

不是周期函数。因为e^-a只可以=1。也就是a=0。而周期函数,必须自变量可以取遍定义域的所有值。也就是你说的复数域。

当且仅当定义域是纯虚数域并{0}的时候。纯虚数指数函数是周期函数。

复数域的三角函数形式比较好理解,跟平面直角坐标系一样,用点和坐标原点连线,这样的话,会发现这个点和横坐标轴有一个夹角,这个夹角称为辐角,而连线的长度称为模长,这样的话,这个复平面上点的横坐标就是模长乘以辐角的余弦值,纵坐标就是模长乘以辐角的正弦值,这就是复数的三角形式的由来;

至于指数形式,是来源于一个著名的公式,即欧拉公式:e^(iπ)=-1,结合指数的运算法则,就可以得到复数的指数形式表达。这个公式的证明不是那么容易的哦

更详细的你可以参看中的“复数”词条,里面连公式和运算律都有。希望能帮到你啦。

因为复变函数是在复平面讨论函数的,而不是普通坐标系。

sin(x)的周期是2π

cos(x)的周期是2π

而e^(i x) = cos(x) + i sin(x)

同样周期也是2π

所以可以表达为e^(i x) = e^(i x + i 2kπ)

例如

1 = e^(i 2kπ)

- 1 = e^(i π + i 2kπ)

i = e^(i π/2 + i 2kπ)

- i = e^(i 3π/2 + i 2kπ)

每旋转一圈,增幅arg(z)就增加2π

旋转k圈,就增加了2kπ个幅度了

扩展资料

1、加减法

加法法则

复数的加法按照以下规定的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di是任意两个复数,

则它们的和是,(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i。

两个复数的和依然是复数,它的实部是原来两个复数实部的和,它的虚部是原来两个虚部的和。

复数的加法满足交换律和结合律,

即对任意复数z1,z2,z3,有:,z1+z2=z2+z1;,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)。

2、减法法则

复数的减法按照以下规定的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di是任意两个复数,

则它们的差是,(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i。

两个复数的差依然是复数,它的实部是原来两个复数实部的差,它的虚部是原来两个虚部的差。

复数指数幂是有定义的:e^(x+yi)=e^x(cosy+isiny)

对于一般指数函数定义为a^z=e^(zlna)

lna是多值的。可以计算它的值(多值)。

5^(2+3i)

=e^[(2+3i)ln5]

=e^[(2+3i)(ln5+2kπi)]

=e^[(2ln5-6kπ)+i(3ln5+4kπ)]

=e^(2ln5-6kπ)(cos3ln5+isin3ln5),k∈z

5^(2+3i)的主值是e^(2ln5)(cos3ln5+isin3ln5)

z = x + iy

e^(x + iy)

= e^x e^(iy)

= e^x (cos y + i sin y)

其中用到一个著名的欧拉公式:e^(iθ) = cosθ + i sinθ

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