设两个复数(用三角形式表示),则:
证:先讲一下复数的三角形式的概念。在复平面C上,用向量来表示复数。于是,该向量可以分成两个在实轴、虚轴上的分向量。如果向量与实轴正方向的夹角为,那么这两个分向量分别等于(其中)。所以,复数Z可以表示为。这里θ称为复数Z的辐角。
∵
∴
其实该定理可以推广为一般形式。
设n个复数
则:
在一般形式中如果令,则能导出复数乘方公式:.
对n∈Z*,采用数学归纳法证明。
①当n=1时,等式明显成立
②设当n=k时等式成立,则当n=k+1时
即当n=k+1时等式也成立
综上,对于任意正整数n,都有
如果把棣莫弗定理和欧拉(Euler)公式(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:
如果可以把所有的复数改写成指数的形式,即
则
这和指数的可加性一致。
莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler ,1707年4月15日~1783年9月18日),瑞士数学家、自然科学家。1707年4月15日出生于瑞士的巴塞尔,1783年9月18日于俄国圣彼得堡去世。欧拉出生于牧师家庭,自幼受父亲的影响。13岁时入读巴塞尔大学,15岁大学毕业,16岁获得硕士学位。欧拉是18世纪数学界最杰出的人物之一,他不但为数学界作出贡献,更把整个数学推至物理的领域。他是数学史上最多产的数学家,平均每年写出八百多页的论文,还写了大量的力学、分析学、几何学、变分法等的课本,《无穷小分析引论》、《微分学原理》、《积分学原理》等都成为数学界中的经典著作。欧拉对数学的研究如此之广泛,因此在许多数学的分支中也可经常见到以他的名字命名的重要常数、公式和定理。此外欧拉还涉及建筑学、弹道学、航海学等领域。瑞士教育与研究国务秘书Charles Kleiber曾表示:“没有欧拉的众多科学发现,今天的我们将过着完全不一样的生活。”法国数学家拉普拉斯则认为:读读欧拉,他是所有人的老师。2007年,为庆祝欧拉诞辰300周年,瑞士政府、中国科学院及中国教育部于2007年4月23日下午在北京的中国科学院文献情报中心共同举办纪念活动,回顾欧拉的生平、工作以及对现代生活的影响。
在数学及许多分支中都可以见到很多以欧拉命名的常数、公式和定理。在数论中,欧拉定理(Euler Theorem,也称费马-欧拉定理或欧拉函数定理)是一个关于同余的性质。欧拉定理得名于瑞士数学家莱昂哈德·欧拉,该定理被认为是数学世界中最美妙的定理之一。欧拉定理实际上是费马小定理的推广。此外还有平面几何中的欧拉定理、多面体欧拉定理(在一凸多面体中,顶点数-棱边数+面数=2)。西方经济学中欧拉定理又称为产量分配净尽定理,指在完全竞争的条件下,假设长期中规模收益不变,则全部产品正好足够分配给各个要素。
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.数学家.
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,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,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,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。