Formule van Euler: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting
Madyno (overleg | bijdragen)
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 2:
[[Bestand:Euler's formula.png|{{largethumb}}|e<sup>iφ</sup>]]
 
De '''formule van Euler''', genoemd naar haar ontdekker, de Zwitserse wiskundige [[Leonhard Euler]], legt een verband tussen de [[goniometrische functie]]s en de [[complex getal|complexe]] [[exponentiële functie]]. De formule zegt dat voor elk [[reëel getal]] <math>x</math> geldt dat:
:<math>e^{ix}=\cos(x)+i\cdot \sin(x).</math>
 
DaarbijDaarin is ''[[e (wiskunde)|<math>e</math>]]'' het grondtal van de [[natuurlijke logaritme]], <math>i</math> de [[imaginaire eenheid]], en zijn <math>\cos</math> en <math>\sin</math> respectievelijk de goniometrische functies [[sinus en cosinus]] met het argument in [[Radiaal (wiskunde)|radialen]]. De formule geldt ook voor complexe waarden van <math>x</math>.
 
== Bewijs ==
Regel 10 ⟶ 11:
 
=== Analytische methode ===
WeBepaal schrijvende dit[[afgeleide]] alsvan eende [[Functie (wiskunde)|functie]]:
De formule van Euler is te bewijzen door middel van [[Afgeleide|differentiëren]]. Hiertoe herschrijven we de formule eerst:
 
:<math>\fracf(x) = e^{-ix} (\cos(x) + i \cdot \sin(x)}{e^{ix}} = 1)</math>
 
Met behulp van de [[Productregel (afgeleide)|productregel]] volgt:
We schrijven dit als een [[Functie (wiskunde)|functie]]:
 
:<math>\frac{\mathrm{d}f(}{\mathrm{d}x)} = -i \equivcdot e^{-ix} \cdot (\cos(x) + i \cdot \sin(x)) + e^{-ix} \cdot (-\sin(x) + i \cdot \cos(x) ) = </math>
 
::<math> = e^{-ix} \cdot (\sin(x) - i \cdot \cos(x)) + e^{-ix} \cdot (-\sin(x) + i \cdot \cos(x) ) = </math>
Als we dit differentiëren krijgen we (Bij deze afleiding wordt gebruikgemaakt van de [[Productregel (afgeleide)|productregel]]):
::<math> = e^{-ix} \cdot 0 = 0 </math>
 
De afgeleide is dus 0. Dit betekent dat de functie <math>f</math> constant is:
:<math>\frac{df}{dx} = -i \cdot e^{-ix} \cdot (\cos(x) + i \cdot \sin(x)) + e^{-ix} \cdot (-\sin(x) + i \cdot \cos(x) )</math>
 
::<math> = e^{-ix} \cdot (\sin(x) - i \cdot \cos(x)) + e^{-ix} \cdot (-\sin(x) + i \cdot \cos(x) ) </math>
 
::<math> = e^{-ix} \cdot 0 = 0 </math>
 
De afgeleide is dus 0. Dit betekent dat de functie constant is:
 
:<math>f(x) = e^{-ix} \cdot (\cos(x) + i \cdot \sin(x)) = C</math>
Regel 34 ⟶ 30:
:<math>\cos(x) + i\cdot \sin(x) = C \cdot e^{ix}</math>
 
We kennen echter de waardeOmdat voor het geval dat <math>x = 0</math> geldt, namelijk:dat
:<math>1\cos(0) + i \cdot \sin(0) = C \cdot,e^0 1= C</math>
 
:volgt dat <math>C=1</math> en <math>e^{ix} = \cos(0x) + i \cdot \sin(0x) = C \cdot e^{i\cdot 0}</math>.
 
:<math>1 + 0 = C \cdot 1</math>
 
Hieruit volgt dat <math>C = 1</math> en dus zien we dat inderdaad <math>e^{ix} = \cos(x) + i \cdot \sin(x)</math>.
 
=== Taylorreeks ===
Regel 56 ⟶ 49:
 
== Sinus en cosinus ==
 
Omgekeerd kunnen de sinus en de cosinus met behulp van de formule van Euler worden afgeleid :
:<math>\sin(x)=\frac{e^{ix}-e^{-ix}}{2i}</math>