一、泰勒級數
f(ⅹ)=Σ(f⁽ⁿ⁾(a)/n!)*(ⅹ-a)ⁿ
當a=0→
f(ⅹ)=Σ(f⁽ⁿ⁾(0)/n!)*ⅹⁿ
eˣ=1+ⅹ+ⅹ²/2!+ⅹ³/3!+……=
Σⅹⁿ/n!
sinⅹ=ⅹ-ⅹ³/3!+ⅹ⁵/5!-ⅹ⁷/7!+……
cosⅹ=1-ⅹ²/2!+ⅹ⁴/4!-ⅹ⁶/6!+……
令用ⅰⅹ代替ⅹ,i=√-1,ⅰ²=-1→
eˣ=
1+ⅰⅹ-ⅹ²/2-ⅰ(ⅹ³/3!)+ⅹ⁴/4!+
ⅰ(ⅹ⁵/5!)-ⅹ⁶/6!-ⅰ(ⅹ⁷/7!)+……
=(1-ⅹ²/2!+ⅹ⁴/4!-ⅹ⁶/6!+……)
+i(ⅹ-ⅹ³/3!+ⅹ⁵/5!-ⅹ⁷/7!+……)=cosⅹ+ⅰsinⅹ
令x=θ→y=ⅰπ→eʸ=cosθ+ⅰsinθ,θ=π→eʸ=cosπ+ⅰsinπ=-1→
eʸ+1=0,y=ⅰπ
y=ⅰθ
e⁻ʸ=cosθ-ⅰsinθ,eʸ=cosθ+ⅰsinθ
cosθ=(eʸ+e⁻ʸ)/2
sinθ=(eʸ-e⁻ʸ)/(2ⅰ)
二、複數
ⅹ²=-1→ⅹ=±√-1,令ⅰ=√-1,ⅹ=±ⅰ,ⅰ為虛數
z=ⅹ+ⅰy,ⅹ、y為實數,z為複數,ⅹ為複數實部,ⅰy為虛部。建立ⅹ、y座標系,z為座標系中的向量。
z'=ⅹ-ⅰy,為z的共軛複數。
z*z'=ⅹ²-(ⅰ)²y²=ⅹ²+y²=|z|²,為z的模平方。
在ⅹ、y軸中,z與ⅹ軸夾角為θ,模長為R=ⅹ²+y²,ⅹ=Rcosθ,
y=Rsinθ,z=ⅹ+ⅰy=Rcosθ+ⅰRsinθ=
R(cosθ+ⅰsinθ)=Reʸ(y=ⅰθ)
z₁=ⅹ₁+ⅰy₁,z₂=ⅹ₂+ⅰy₂
z₁+z₂=(ⅹ₁+ⅹ₂)+ⅰ(y₁+y₂)
z₁*z₂=ⅹ₁ⅹ₂+ⅰⅹ₁y₂+ⅰⅹ₂y₁-y₁y₂
=ⅹ₁ⅹ₂-y₁y₂+ⅰ(ⅹ₁y₂+ⅹ₂y₁)
三、簡諧運動
彈簧
F=-kⅹ→ma=-kⅹ→
md²ⅹ/dt²=-kⅹ→
d²ⅹ/dt²=-(k/m)ⅹ,令ω=√(k/m)
→d²ⅹ/dt²=-ω²ⅹ→
ⅹ=Acos(ωt+Φ),A為振幅,φ初相
ω=√(k/m)=2π/T=2πf(T為週期,f為頻率)
單擺,擺長為L,擺球質量為m,擺角為θ
mgsinθL=Id²θ/dt²,θ很小時,
sinθ≈θ→-mgLθ=Ⅰd²θ/dt²,
令k=mgL→-kθ=Ⅰd²θ/dt²,ω=√(k/Ⅰ),ω=2π/T→
k/I=4π²/T²→T=2π√I/k=
2π√(mL²/mgL)=2π√(L/g),單擺擺動角度很小時,擺動週期只與擺長有關。