所谓复数,是实数域里加入了一个i,这样形成的一个数域。i是什么?i是方程
的一个解,那另一个解自然就是-i。当然,实数范围内这个方程是没有解的。这也让人们一开始并不愿意接收i这个东西,因为,承认这个方程无解比接收i作为它的解似乎更加自然。
那为什么要搞个记号i作为这个方程的解呢?自然是有它的好处的。下面说说如何利用它来简便的得到几个常用的三角公式。
前面说过函数的泰勒级数展开,比如对于自然指数函数,我们有
用ix 替换x, 再根据 cosx和sinx 的泰勒展开式,我们可以得到欧拉公式,即
利用欧拉公式与指数函数的性质,我们有
将等式右边展开,根据实部和虚部分别相等,我们得到两个常用的三角公式:
类似的,我们还可以进一步考察:
展开后比较复数的实部与虚部,我们得到两个更一般的三角公式:
这里,只要让y等于-x,即得到前面的两个三角公式。
可见,利用复数,我们可以简便的得到三角公式,而局限在实数范围内的对这些公式的证明就相对复杂。复数的使用还有很多好处,渐渐的,人们也感受到这些好处,也就接受了的复数这个“奇怪”的东西。