欧拉公式在三角函数求和中的运用

三角函数求和,其繁杂的计算量让人望而止步,而欧拉公式的提出,使三角函数与复指数函数有了关联,从而可以将对三角函数的运算转化为复指数函数的运算,大大减少计算量。

一、三角函数简单求和

例1.求 cos(kθ)+i sin(kθ)。

分析:这是个可以化成复指数函数的典型问题,我们知道欧拉公式为

eiθ=cosθ+isinθ

分别令θ为θ和-θ,从而得到三角函数由复指数函数的表达式:

cosθ=

sinθ=

于是将上式化为 ei(kθ)为关键。

解:原式= ei(kθ)=eiθ+ei(2θ)+…+ei(nθ)

由求和公式,原式= =eiθ[ ]

再将复指数函数由三角函数表示得

原式=eiθe

=e

二、构造欧拉公式求和

例2.求证 sin(x+ky)=

cos(x+ky)= ≠0。

分析:此题的关键是构造与欧拉公式相同的形式,将三角函数与复指数函数联系起来,再由欧拉公式进行转换。

解:记A= cos(x+ky) B= sin(x+ky)

A+iB= cos(x+ky)+i sin(x+ky)

= ei(x+ky)=eix eiky=eix(1+eiy+ei(2y)+…+ei(ny))

=eix =eix

=[cos(x+ y)+isin(x+ y)]・

则我们取A+iB的实部,便是 cos(x+ky)的和,取A+iB的虚部,便是 sin(x+ky)的和,从而我们可以得证

cos(x+ky)=

sin(x+ky)=

三、复杂三角函数求和

例3.求和 Cnkcos(kx+a)及 Cnksin(kx+a)。

分析:这题在例2的基础上,与组合数学结合,我们可以在构造欧拉公式的基础上与二项式定理相联系。

记C= Cnkcos(kx+a) S= Cnksin(kx+a)。

则C+iS= Cnkcos(kx+a)+i Cnksin(kx+a)。

= Cnkei(kx+a)=eia Cnk(eix)k

=eia(eix+1)n=eia[e (e +e )]n

=eia・e ・(2cos )n

=2n・cosn ・e

所以C=Re(2n・cosn ・e )=2n・cosn ・cos(a+ )

S=Im(2n・cosn ・e )=2n・cosn ・sin(a+ )

从而 Cnkcos(kx+a)=2n・cosn ・cos(a+ )

Cnksin(kx+a)=2n・cosn ・sin(a+ )

从上面的三道例题,我们可以看出,三角函数求和问题的关键是将所求的三角函数转化为复指数函数,而转化的关键就是欧拉公式的运用与转换,构造出三角函数的实部与虚部也是解题的关键。欧拉公式在求三角函数和的应用上大大提高了计算效率、减少了计算量。

转载请注明出处学文网 » 欧拉公式在三角函数求和中的运用

学习

顽强拼搏进取作文700字

阅读(28)

本文为您介绍顽强拼搏进取作文700字,内容包括奋勇拼搏进取的作文,敢于拼搏作文700字。顽强拼搏进取——读《奥运知识伴我成长》后感离2008年8月8日越来越近,聆听着奥运越走越近的脚步声,我无法再抑制自己激动的心情。百余年的奥运历程,无数

学习

从小处着眼爱学生

阅读(23)

爱是学生的一种心理寄托,是一种内心渴望。教师只要真心付诸爱,满足了学生这种心理需求,就可以启迪学生的心灵,唤醒学生的智慧,增进师生之间的了解,加深师生之间的友谊,使师生之间的情感产生共鸣,学生就会从内心深处对教师产生亲近感和依恋感。“

学习

打虎亲兄妹,上阵父子兵 赫歇尔家族

阅读(21)

优秀的基因、聪明的头脑、强大的家族,此等受上帝垂青之人实在难得。而他们但凡出现,大都会“惊天地、泣鬼神”,在人类发展史上留下浓墨重彩的一笔。在科学界,有许多这样的例子,比如成绩斐然的科学家夫妻钱三强与何泽慧,或者“家族显赫”、功勋

学习

海上冒险家的兵器:维京长矛及剑

阅读(29)

提到今天的北欧,我们首先联想到的是寒冷的冰天雪地,梦幻的童话世界,或是高福利的社会制度。而回首一千多年前的北欧,关注的重点一定会转向永无止境的海上掠夺与强大骇人的维京海盗。维京海盗手中握持的武器有哪些?这些武器的形制如何?本文从维

学习

明清时期湘鄂赣交界山区的地界纷争与社会控制

阅读(27)

本文为您介绍明清时期湘鄂赣交界山区的地界纷争与社会控制,内容包括明清时期的县与州,湘鄂川黔史料。[摘要]湘鄂赣交界山区地理环境相似,极易产生地界纷争的问题。明清时期,这里人口流动频繁,地界问题更加复杂。交界地带的居民利用当地“跨

学习

解读准客户talker or walker

阅读(29)

营销很重要的就是摸清准客户的心态,在此基础上开发客户就变得事半功倍了。基本上,我们可以将准客户区分成两种类型——talker与walker。当我们在餐厅吃饭,如果不满意餐厅的服务时,有一些人会当场向餐厅经理反应或抗议,也有一些人选择隐忍不说

学习

浅谈湛江港国外进口水水联运货物港口建设费的征管方法

阅读(22)

海事部门研究了水水联运货物的规律与特性,总结出国外进口水水联运货物港口建设费的征管方法。关键词:港口建设费国外进口水水联运报备核销1.引言国外进口水水联运为国外进口船舶到港的大宗散杂货物卸到港口堆场或罐库,然后通过二程船舶运输

学习

实事求是?躬行实践

阅读(19)

本文为您介绍实事求是?躬行实践,内容包括实践实事求是,实事求是全文。在初中物理课堂的实际教学过程中,实验教学是非常重要的组成部分。通过加强初中物理实验教学,不但能够充分激发学生学习物理的兴趣,而且还有利于提高学生的动手、观察和

学习

衍生金融场内交易与场外交易的区别

阅读(33)

本文为您介绍衍生金融场内交易与场外交易的区别,内容包括场内和场外金融交易衍生品比较,场外交易的金融衍生工具有哪些。[提要]金融衍生交易和金融衍生工具是上世纪80年代全球金融界的革新产物,金融衍生交易品种多样,是从多种金融资产和金

学习

盘点中国资产负债

阅读(17)

本文为您介绍盘点中国资产负债,内容包括盘点地产公司资产负债情况,中国最新资产负债表。中国社科院最近了《中国国家资产负债表2013》报告,这份报告是在李扬副院长和社科院金融研究所所长指导下完成的。这项研究展示了一系列富足和好看的

学习

论环境陶艺壁画的制作方法

阅读(24)

本文为您介绍论环境陶艺壁画的制作方法,内容包括现代陶艺壁画,陶艺壁画制作。聚集了人类的情感与泥土的原始性的环境陶艺,具有丰富的材料特性和艺术语言。泥与火的艺术造就了环境陶艺所独特的成型制作方法。关键词:陶艺;环境艺术;方法陶艺应

学习

女人消消气

阅读(29)

本文为您介绍女人消消气,内容包括哄女朋友消消气,消消气顺口溜。经常听到身边的朋友在劝慰生气中的人们时说这么一句话:“生气是拿别人的错误惩罚自己。”从医学角度上来说这是有道理的,生气不仅伤神而且伤身,经常生气的人身体就会变得异常

学习

120例创伤患者血小板及预后评估

阅读(22)

本文为您介绍120例创伤患者血小板及预后评估,内容包括血小板减少的脑出血一般预后如何,2015抗血小板专家共识。[摘要]目的:研究创伤患者血小板水平与创伤严重程度以及预后的关系。方法:120例创伤患者于伤后就诊,即刻取样检测血小板水平,

学习

金银岛:孤独地创新

阅读(23)

本文为您介绍金银岛:孤独地创新,内容包括金银岛经典章节,金银岛名著导读。金银岛是从去年接到达晨创投的亿元风险投资开始广受业界关注的。这在当时被评为国际金融危机后,中国电子商务企业接到的最大一笔风险投资项目。不过,金银岛董事

学习

几种常见函数的求导法

阅读(32)

本文为您介绍几种常见函数的求导法,内容包括复合函数求导法,求导判断函数的单调性方法。【摘要】求函数的导数是学好高等数学的重要前提条件,但在高职院校中,学生学习函数的求导比较吃力,总是不知从哪里下手。根据本人多年教学经验,介绍几种

学习

导数与函数的单调性

阅读(24)

本文为您介绍导数与函数的单调性,内容包括利用导数研究函数单调性,导数与函数的单调性课文讲解。用导数求函数的单调性是高考必考查的内容,因此弄清导数与函数的单调性的关系、单调区间的求解过程和函数单调区间的合并是十分有必要的.一

学习

城市暴雨强度公式研究

阅读(30)

本文为您介绍城市暴雨强度公式研究,内容包括城市暴雨强度公式,全国各地暴雨强度公式。《水文杂志》2014年第三期1暴雨强度公式推求1.1频率调整为保证暴雨强度公式的精度,需要对样本进行频率分布的调整。我国《室外排水设计规范》推荐采用

学习

摊余成本的计算公式

阅读(36)

本文为您介绍摊余成本的计算公式,内容包括成本摊余法和市值法区别,摊余成本实际利率的计算公式。关于摊余成本的概念大家都很熟悉了,这个概念已经了10年有余,我们这里就不再阐述。通过对摊余成本的概念的理解,我们很容易的得到下列公式:摊余

学习

函数一致连续性的几个新的判别方法

阅读(36)

本文为您介绍函数一致连续性的几个新的判别方法,内容包括函数一致连续性是什么意思,如何证明函数一致连续。本文作者给出了函数的一致连续性的极限判别法、导数判别法,以及推广的利普希茨条件等新的判别法。关键词:一致连续性极限判别法导

学习

高中数学中数列求和问题的探究

阅读(28)

本文为您介绍高中数学中数列求和问题的探究,内容包括高中数列求和题型总结,高中数列求和的八种方法。数列是高中代数的重要内容。在高考和各种数学竞赛中都占有重要的地位。数列求和是数列的重要内容之一,等差数列和等比数列有固定的求和

学习

浅谈“二次函数”

阅读(42)

本文为您介绍浅谈“二次函数”,内容包括浅谈数形结合解决好二次函数,浅谈二次函数最值的解法及应用。二次函数是中学数学教学中的重点,也是中考的热点和难点,近几年的中考压轴题基本上都是以抛物线为背景的。临近中考,如何让学生接受和掌握

学习

函数抽样方法初探

阅读(26)

本文为您介绍函数抽样方法初探,内容包括抽样函数的知识点,理解抽样函数。函数抽样方法,是指运用EXCEL函数功能进行随机抽样的方法。该文以样本抽样与EXCEL结合,利用函数强大的功能,系统介绍了等距抽样、随机抽样的函数抽样方法及其计算过程