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仙数拓展:0^i=?(趣味数学)

2023-07-20 13:46 作者:一介俗人言  | 我要投稿

•i是虚数单位(有i^2=-1)

(求求审核了,这只是个趣味想法,把评论开着吧,实在不行设置为精选也可以)

当我们遇到i的次方时,不难想到欧拉在1748年给出了著名公式eiθ=cosθ+isinθ(欧拉公式),它是数学中最卓越的公式之一,其中,底数e=2.71828…,根据欧拉公式e^iθ=cosθ+isinθ,任何一个复数z=r(cosθ+isinθ),都可以表示成z=re^iθ的形式,我们把这种形式叫做复数的指数形式

当将θ替换为lnθ时,我们可以得到θ^i=cos(lnθ)+isin(lnθ)

就能找到当θ=0时,出现0^i,但同时也出现了ln0这种无意义的数字,所以可以得出结论,0^i在复数域中没有意义。

0^i既然在复数中没有意义,但如果是在仙数领域中呢

定义:0^(-1)=s(仙数单位),0^0=1(仅在C0中有效)k=1+1/2+1/3+1/4+1/5......(仙数常数)

推论:s^0=1,0s=1

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

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

当x=-1时,可以得到ln0=-1-1/2-1/3-1/4......,提出负号可以得到:ln(0^-1)=1+1/2+1/3......,可以简化为ln(s)=k,转换形式可以得到e^k=s,然后同时x次方(x为未知数)

得到仙数恒等式:e^(kx)=s^x

现在很清楚的知道0^i=s^(-i)=e^(i(-k))=cos(-k)+isin(-k),因为k是无法收敛的,所以还是不能在复平面上找到确切的位置。但我找到了一个方法可以尝试理解它的本质(下期)

不过在这之前,我们先来证明一下仙数恒等式

根据e^x的泰勒展开:e^x=1+x+x^2/2!+x^3/3!......,当x替换为kx时我们得到e^kx=1+kx+(kx)^2/2!+(kx)^3/3!.....,现在我们将k展开为1+1/2+1/3......的形式,将数和x之间进调换,可以得到一个式子: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.....

......

当x取-1时会发现0的负次方得到了发散的数,而且与仙数恒等式的变式得到的结果相吻合,由此可粗略证明一下

1,对于0^i的理解

因为k是发散的,所以无法确定。但k又是确定的有数值,可能在复平面上有一个确定的点,

综上所述,这个值是以概率的形式分布在复平面上的,每一个点都有可能但概率不同

现在将k=1+1/2+1/3......进行特殊的求和,让它成为一个确定的数

|k|=iπ/2+d(d=

-1.242453324894……)

用这个值替换e^kx=s^x中的k,就可以求出各种不可收敛的数列的求和值

找出的这个值带入恒等式,可以找到一个坐标,这个坐标可以称作概率原点,利用这个点到其它坐标点到距离可以得到到概率的分布情况(cos(k)+isin(k)就是在一个单位圆上取值,利用这坐标原点到它的距离换算就行了)

2,仙复维坐标系及其相关概念

仙复维坐标系及其相关概概念:

现在我们可以定义一个仙轴

里面的所有数都是以0为单位的

将其与一个实数轴相垂直

可以得到一个普通的仙平面

然后再将虚数轴与之相垂直

就可以得到一个仙复维坐标系,每一个数都有对应的值(a+bi)s^c(a,b,c属于实数)(因为从某种意义上说来说,1+s这种情况在这个运算中无意义,所以利用乘法找到对应的坐标)

出现了复平面就很容易想到欧拉公式

e^ix=cosx+isinx

而恰好仙数恒等式e^(kx)=s^x

相乘积就可以得到仙数-欧拉恒等式

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

就可以利用此恒等式解决仙数问题了,而且可以与之在一个三维坐标系中对应

现在我们可以将仙复维坐标系以C(x)表示

x可以取任意仙数,复数,实数,但其含义都不相同

以上推论建立在C(0)的基础上

当C(1)时,1+s为从一到s的向量,而且不能移动,

同理C(x)就是代表以x为起点到某一个值的向量

好比如单位1和向量1是有区别的,现在假设z为向量

z=0+1,才是指从0到1的向量,而|z|=1(取模)只是指的数值

当我们利用仙数单位s,zs=1+s,就可以表示从1到s的向量,而在0为起点的坐标系中无意义了,所以可以略去(或者再加上一个0?有其他意义吗)

现在会发现可以利用s将一个向量移动到其他坐标系中(可以在同一个坐标系上写)

而且也只有在C(0)基础上才有0^0=1

有什么看法大家聊哈,非常规的数学推论,不要争吵哈

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