正文(6/36)

數學少女 1

||=| |

|sinθcosθ||2sinθcosθcos<平方>θ-sin<平方>θ|

所以『將θ角連續旋轉2次』可以視為『旋轉2θ』因此上面的式子就等於下面的式子。

|cos2θ-sin2θ|

||

|sin2θcos2θ|

比較算式的內容,可以得到以下兩個等式。

cos2θ=cos2θ-sin2θ

sin2θ=2sinθcosθ

也就是說cos2θ與sin2θ可以用cosθ與sinθ表現,將2θ用θ表示的式子,就稱為兩倍角公式,將旋轉以算式呈現並重新解釋其中的內容,就可以導出兩倍角公式。

用等號表示『2θ旋轉一次』與『θ旋轉2次』兩者相同,發現兩種姿態其實是同樣的東西時,是一件多美好的事情啊。

◎◎◎

聽著米爾迦說話的同時,我的腦袋在思考著另外一件事情。聰明的女孩,美麗的女孩,當注意到兩者其實是同一個人時,是一件多美好的事情啊。(無名之聲:專心學你的數學吧,人渣。話說高中就懂等距變換,這人難道是搞數學奧賽的?)(JoyJ:我求真相,我求等距變換真相==)

然而我仍舊不發一語,默默地聽著米爾迦說話。

3.2振動與旋轉

先不管之前的算式……米爾迦邊說邊在我的筆記本中寫下了這樣的問題。

※※問題3-1

用n表示下列一般項a

n01234567……

a10-1010-10……

「啊,原來如此。就會在菱形……應該說是正方形的頂點間移動啊。」我一邊說一邊在圓上畫線。

嗯,還是完全不懂。

「沒錯。如此一來,數列bn的一般項就可以表示成下面的式子。」米爾迦說。

「單位圓……」

「很簡單啊,數列在1,0,一1之間來回,或是說成振動比較好?」我回答。

n01234567……

「喔,你將點連成這種圖形啊,確實這樣也可以。」

「一般項……也就是說用n表示a就行了吧。嗯,將狀況分類的話就馬上有答案了。」

cos1(π/2)+isin1(π/2)

※※問題3-3

a=1,0,-1,0,1,0,-1,0,……

n0123……

n012……

「當然不是,你將這個數列當成是振動?」

「嗯,是沒錯,不過這樣就不像振動了。」

a=(π/2)(n=0,1,2,3,……)

cosθ+isinθ←→(cosθ,sinθ)

將數列bn在複數平面上以點來表示,就會出現這樣的圖。

cos0(π/2)+isin0(π/2)

e(-1+<根號3>i)/2(-1+<根號3>i)/2(-1+<根號3>i)/2……

|/|/|/|/|/

「解得出來嗎?」

「θ為90度……也就是說以每弧度π/2增加就行了,幅角為θ=0,π/2,π,3π/2,……也就是說下面四個複數為圓的四個等分點。」我回答。

bn=(π/2)+isinn(π/2)(n=0,1,2,3,……)

n012345……

[插圖:平面直角坐標系,描出四點(1,0),(0,1),(-1,0……(內容加載失敗!請重載或更換瀏覽器)

【手機版頁面由於相容性問題暫不支持電腦端閱讀,請使用手機閱讀。】