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欧拉公式的局限性及其现实意义

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发表于 2019-5-19 13:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
欧拉恒等式  e∧iπ+1=0  它由虚数i,圆周率π,自然常数e,基础运算符号+,数字1,数字0组成  这么简洁的公式到底代表了什么现实意义呢?下面我为大家进行详解
一,π
π是圆周率,也是一个超越数,也是一个常数
π是一个常数,所以π具有特定的值,是可以用具体数字表达的(可数),但π又是一个超越数所以π无法用任何数字或公式进行具体表达
   1,π的由来:  圆是由二维空间中定长线段绕其一顶点旋转360°形成的图形,所有圆的周长与其直径的比值都是固定的,这个固定值就是圆周率π,这是圆的平面几何性质赋予的,也就是说π是现实存在的超越数,它的值与人的意志无关
    平面几何中以圆心为坐标建立复数坐标系,单位圆圆周上的点z都可以用单位复数z=cos x+i sin x进行表达
圆具有以下性质:
1),圆周上的任意一点到圆心的距离都是一样的,即半径r
2),该圆内除圆周上及圆心外的任意一点都具有一定的数值,并且该数值必定小于半径r(空间中任意2点之间直线距离最短)
ps:球同样有且只具有圆的这2个性质,球是三维中无数同心圆的集合。
π是圆周率,作为常数,它只是一个具体的数值!但是作为圆周率,π应该还具有圆的性质,因为π的值是现实存在的,并且只与圆的定义有关,与其他无关!
超越数不仅仅只是一个数值,它还有与该超越数的产生因素有关!!!自然常数同样如此(下面会讲)
那么欧拉公式中的π,代表的是什么呢?是常数?还是圆周率?
其实都不是,它代表的其实是单位圆中角的一个弧度(单位圆坐标系中180°所对应的角弧度),所以欧拉公式中的π是常数而不是圆周率,它不具备圆周率的空间性质!
因此欧拉公式的使用是具有一定的局限性的!正因为这种局限性的存在,使得欧拉公式只适用于确定该弧度角的平面中相互数据之间的计算,因为欧拉公式中的π代表的是弧度角,而这个角已经被固定在了已有坐标系的单位圆中,而该坐标系是建立在固定平面上的!
所以使用欧拉公式还需要确定一个平面及其相应的坐标系(虚数i只存在于复数坐标系中)
现实中,植物的茎或树干的横截面是圆形的,宇宙中的天体大部分偏向于球形,这就是欧拉公式在自然界中的体现!
欧拉公式的滥用导致了非欧几何、广义相对论、弦理论、超弦理论的出现!这些都是非现实的,这是因为这些理论的出现是将欧拉公式的适用面扩大了,从二维的平面扩大到了三维的立体几何造成的!
如果,欧拉公式适用于三维,那么植物和人的最终生长形态将是球形的!
以特例树来说,为什么树干的生长是圆柱形的呢?这就要说到自然常数e了
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