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仙數(shù)拓展:0^i=?(趣味數(shù)學)

2023-07-20 13:46 作者:一介俗人言  | 我要投稿

?i是虛數(shù)單位(有i^2=-1)

(求求審核了,這只是個趣味想法,把評論開著吧,實在不行設置為精選也可以)

當我們遇到i的次方時,不難想到歐拉在1748年給出了著名公式eiθ=cosθ+isinθ(歐拉公式),它是數(shù)學中最卓越的公式之一,其中,底數(shù)e=2.71828…,根據(jù)歐拉公式e^iθ=cosθ+isinθ,任何一個復數(shù)z=r(cosθ+isinθ),都可以表示成z=re^iθ的形式,我們把這種形式叫做復數(shù)的指數(shù)形式

當將θ替換為lnθ時,我們可以得到θ^i=cos(lnθ)+isin(lnθ)

就能找到當θ=0時,出現(xiàn)0^i,但同時也出現(xiàn)了ln0這種無意義的數(shù)字,所以可以得出結論,0^i在復數(shù)域中沒有意義。

0^i既然在復數(shù)中沒有意義,但如果是在仙數(shù)領域中呢

定義:0^(-1)=s(仙數(shù)單位),0^0=1(僅在C0中有效)k=1+1/2+1/3+1/4+1/5......(仙數(shù)常數(shù))

推論:s^0=1,0s=1

ln(x+1)的泰勒展開形式:ln(x+1)=0+x+(-1)x 2/ 2!+.2*x 3/ 3!+...+ (-1)^(n+1)*(n-1)!*x ?/ n!

=x-x 2/ 2+x 3/ 3-.....+(-1)^(n+1)x ?/ n

當x=-1時,可以得到ln0=-1-1/2-1/3-1/4......,提出負號可以得到:ln(0^-1)=1+1/2+1/3......,可以簡化為ln(s)=k,轉換形式可以得到e^k=s,然后同時x次方(x為未知數(shù))

得到仙數(shù)恒等式:e^(kx)=s^x

現(xiàn)在很清楚的知道0^i=s^(-i)=e^(i(-k))=cos(-k)+isin(-k),因為k是無法收斂的,所以還是不能在復平面上找到確切的位置。但我找到了一個方法可以嘗試理解它的本質(下期)

不過在這之前,我們先來證明一下仙數(shù)恒等式

根據(jù)e^x的泰勒展開:e^x=1+x+x^2/2!+x^3/3!......,當x替換為kx時我們得到e^kx=1+kx+(kx)^2/2!+(kx)^3/3!.....,現(xiàn)在我們將k展開為1+1/2+1/3......的形式,將數(shù)和x之間進調換,可以得到一個式子:e^kx=1+x+(x+1)x/2!+(x+2)(x+1)x/3!+(x+3)(x+2)(x+1)x/4!......

(x+1)^(-1)=1-x+x^2-x^3......

(x+1)^(-2)=1-2x+3x^2-4x^3+5x^4......

(x+1)^(-3)=1-3x+6x^2-10x^3.....

......

當x取-1時會發(fā)現(xiàn)0的負次方得到了發(fā)散的數(shù),而且與仙數(shù)恒等式的變式得到的結果相吻合,由此可粗略證明一下

1,對于0^i的理解

因為k是發(fā)散的,所以無法確定。但k又是確定的有數(shù)值,可能在復平面上有一個確定的點,

綜上所述,這個值是以概率的形式分布在復平面上的,每一個點都有可能但概率不同

現(xiàn)在將k=1+1/2+1/3......進行特殊的求和,讓它成為一個確定的數(shù)

|k|=iπ/2+d(d=

-1.242453324894……)

用這個值替換e^kx=s^x中的k,就可以求出各種不可收斂的數(shù)列的求和值

找出的這個值帶入恒等式,可以找到一個坐標,這個坐標可以稱作概率原點,利用這個點到其它坐標點到距離可以得到到概率的分布情況(cos(k)+isin(k)就是在一個單位圓上取值,利用這坐標原點到它的距離換算就行了)

2,仙復維坐標系及其相關概念

仙復維坐標系及其相關概概念:

現(xiàn)在我們可以定義一個仙軸

里面的所有數(shù)都是以0為單位的

將其與一個實數(shù)軸相垂直

可以得到一個普通的仙平面

然后再將虛數(shù)軸與之相垂直

就可以得到一個仙復維坐標系,每一個數(shù)都有對應的值(a+bi)s^c(a,b,c屬于實數(shù))(因為從某種意義上說來說,1+s這種情況在這個運算中無意義,所以利用乘法找到對應的坐標)

出現(xiàn)了復平面就很容易想到歐拉公式

e^ix=cosx+isinx

而恰好仙數(shù)恒等式e^(kx)=s^x

相乘積就可以得到仙數(shù)-歐拉恒等式

e^(kx+ix)=(cosx+isinx)s^x

就可以利用此恒等式解決仙數(shù)問題了,而且可以與之在一個三維坐標系中對應

現(xiàn)在我們可以將仙復維坐標系以C(x)表示

x可以取任意仙數(shù),復數(shù),實數(shù),但其含義都不相同

以上推論建立在C(0)的基礎上

當C(1)時,1+s為從一到s的向量,而且不能移動,

同理C(x)就是代表以x為起點到某一個值的向量

好比如單位1和向量1是有區(qū)別的,現(xiàn)在假設z為向量

z=0+1,才是指從0到1的向量,而|z|=1(取模)只是指的數(shù)值

當我們利用仙數(shù)單位s,zs=1+s,就可以表示從1到s的向量,而在0為起點的坐標系中無意義了,所以可以略去(或者再加上一個0?有其他意義嗎)

現(xiàn)在會發(fā)現(xiàn)可以利用s將一個向量移動到其他坐標系中(可以在同一個坐標系上寫)

而且也只有在C(0)基礎上才有0^0=1

有什么看法大家聊哈,非常規(guī)的數(shù)學推論,不要爭吵哈

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