Ersetzen von "e" in Eulers Formel durch eine andere Zahl


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Bleibt die Euler-Formel gültig, wenn wir eine andere reelle Zahl als die Konstante e ? Wenn Sie beispielsweise e durch 5 ersetzen, sieht die Formel folgendermaßen aus: 5it .

Ich habe diese Idee in Matlab ausprobiert und e durch wenige andere reelle Zahlen (z. B. 1,5, 10, 2,1) ersetzt, und jedes Mal zeigte die Darstellung immer noch, was wie Kosinus- und Sinuswellen schien. Die Frequenz von cos und sin änderte sich je nach Basis.

Hier ist ungefähr mein Ansatz:

w = freq * 2 * pi;
t = 0:0.001:1000 ;

a = real( number ^ (i*wt) ) ; % cos in Euler's formula
b = imag( number ^ (i*wt) ) ; % sin in Euler's formula

 Beispieldarstellung realer und imaginärer Komponenten von: 1,5 ^ (i * 2 * pi * 100 * t)

Antworten:


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Angenommen, Sie interessieren sich für Man beachte, dass M = e log M ist , so dass ( 1 ) geschrieben werden kann als

(1)Mj2πf0t.
M=elog⁡M,
(1)

die eine komplexe Sinuskurve mitFrequenz istf0logM. Deshalb führt die Verwendung vonManstelle vonezu einer Änderung der Frequenz.

Mj2πf0t=(elog⁡M)j2πf0t=ej2π(f0log⁡M)t=cos⁡(2π(f0log⁡M)t)+jsin⁡(2π(f0log⁡M)t),
f0log⁡MMe

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Das ist eine interessante Frage. Mal sehen, welche komplexen Zahlen ungleich Null die Eigenschaft haben, dass sie in der klassischen Formel "wie e " wirken , dh dass e z = w z für alle Komplexewe

ez=wz
. Nehmen wir zur Vereinfachung an, wir können w = r e i t schreibenz=x+iy
w=reit

wz

wz=ezlog⁡w=e(x+iy)(ln⁡r+it+2kπi⏞possible values of log⁡w)=e(xln⁡r−yt−2kπy)+i(yln⁡r+xt+2kπx)

ez=wz

(x+yi)−[(xln⁡r−yt−2kπy)+i(yln⁡r+xt+2kπx)]=2πni
n
{x=xln⁡r−yt−2kπyy=yln⁡r+xt+2kπx+2πn
zx,yr=et=k=n=0

w=e⋅e0i=ew


1

a=eln(a)ex

ait=eln⁡(ait)=eitln⁡(a)
ait=ei(tln⁡(a))=cos⁡(tln⁡(a))+isin⁡(tln⁡(a)).

a

a>0ait
ait=eit(ln⁡a+2πki)=e−2πkt+itln⁡a=e−2πkt(cos⁡(tln⁡a)+isin⁡(tln⁡a))
k=0a
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