Eulerova rovnost

Z Multimediaexpo.cz

Eulerova rovnost jako unikátní jizva.

Eulerova rovnost (také Eulerova identita) je základní vzorec komplexní analýzy.

Svým jednoduchým a elegantním vyjádřením (\(e^{i\pi}+1=0\)) a fundamentálním významem připomíná Einsteinovu rovnici (E=mc²).

Obsah

Znění

Eulerova rovnost je vzorec \(e^{i\pi}+1=0\) , kde

Elegantnost vyjádření

Eulerova rovnost dává do souvislosti tři základní aritmetické operace (součet, součin a mocnina) s pěti základními analytickými konstantami (e, i, π, 0, 1). Přitom se v této rovnosti vyskytuje každá z operací i každá z konstant právě jednou a žádné jiné operace ani konstanty se v ní nevyskytují.

Odvození

Eulerův vzorec pro libovolný úhel.

Eulerova rovnost je speciálním případem takzvaného Eulerova vzorce, který říká

\(e^{ix} = \cos x + i \sin x \,\!\)

pro každé reálné číslo x. Speciálně pro

\(x = \pi,\,\!\)

dostaneme

\(e^{i \pi} = \cos \pi + i \sin \pi.\,\!\)

Protože

\(\cos \pi = -1 \, \! \)

a

\(\sin \pi = 0,\,\!\)

vyplývá odtud

\(e^{i \pi} = -1\,\!\)

a převedením na druhou stranu

\(e^{i \pi} +1 = 0.\,\!\)

Zobecnění

Eulerova rovnost je speciálním případem obecnější identity, která říká, že součet všech n-tých odmocnin z jedné je nulový pro n > 1:

\(\sum_{k=0}^{n-1} e^{2 \pi i k/n} = 0 .\)

Eulerova rovnost vznikne dosazením n = 2.

Související články