Math Labs
Định lýĐã chứng minh

Công thức De Moivre

Phát biểu

Với mọi số thực θ\theta và số nguyên nn, (cos⁡θ+isin⁡θ)n=cos⁡(nθ)+isin⁡(nθ)(\cos\theta + i\sin\theta)^n = \cos(n\theta) + i\sin(n\theta).

Vì sao đúng?

cos⁡θ+isin⁡θ\cos\theta+i\sin\theta chỉ là điểm trên đường tròn đơn vị ứng với góc θ\theta. Nhân hai điểm như vậy với nhau sẽ cộng các góc lại — đó là ý nghĩa hình học của phép nhân số phức — nên lấy một điểm lũy thừa nn sẽ quay nó nhanh gấp nn lần, rơi đúng vào góc nθn\theta.

Phác thảo chứng minh

Quy nạp theo n≥0n\ge 0, dùng công thức cộng góc cos⁡(a+b)=cos⁡acos⁡b−sin⁡asin⁡b\cos(a+b)=\cos a\cos b - \sin a\sin b và sin⁡(a+b)=sin⁡acos⁡b+cos⁡asin⁡b\sin(a+b)=\sin a\cos b+\cos a\sin b để chỉ ra (cos⁡θ+isin⁡θ)k+1=(cos⁡θ+isin⁡θ)k(cos⁡θ+isin⁡θ)(\cos\theta+i\sin\theta)^{k+1}=(\cos\theta+i\sin\theta)^k(\cos\theta+i\sin\theta) rút gọn thành cos⁡((k+1)θ)+isin⁡((k+1)θ)\cos((k+1)\theta)+i\sin((k+1)\theta); trường hợp nn âm suy từ (cos⁡θ+isin⁡θ)−1=cos⁡θ−isin⁡θ=cos⁡(−θ)+isin⁡(−θ)(\cos\theta+i\sin\theta)^{-1}=\cos\theta - i\sin\theta = \cos(-\theta)+i\sin(-\theta).

Chủ đề chứa định lý này

Định lý liên quan

Chứng minh từng bước

Chưa có chứng minh từng bước cho định lý này.

Tài liệu tham khảo

  1. John Stillwell (2010). Mathematics and Its History