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欧拉定理几何(欧拉定理)

导读 大家好,我是小五,我来为大家解答以上问题。欧拉定理几何,欧拉定理很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、定理内容  在数论中,...

大家好,我是小五,我来为大家解答以上问题。欧拉定理几何,欧拉定理很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、定理内容  在数论中,欧拉定理(也称费马-欧拉定理)是一个关于同余的性质。

2、欧拉定理表明,若n,a为正整数,且n,a互素,(a,n) = 1,则   a^φ(n) ≡ 1 (mod n) 证明  首先证明下面这个命题:   对于集合Zn={x1,x2,...,xφ(n)},其中xi(i=1,2,…φ(n))是不大于n且与n互素的数,即n的一个化简剩余系,或称简系,或称缩系),考虑集合S = {a*x1(mod n),a*x2(mod n),...,a*xφ(n)(mod n)}   则S = Zn   1) 由于a,n互质,xi也与n互质,则a*xi也一定于n互质,因此   任意xi,a*xi(mod n) 必然是Zn的一个元素   2) 对于Zn中两个元素xi和xj,如果xi ≠ xj   则a*xi(mod n) ≠ a*xj(mod n),这个由a、n互质和消去律可以得出。

3、   所以,很明显,S=Zn   既然这样,那么   (a*x1 × a*x2×...×a*xφ(n))(mod n)   = (a*x1(mod n) × a*x2(mod n) × ... × a*xφ(n)(mod n))(mod n)   = (x1 × x2 × ... × xφ(n))(mod n)   考虑上面等式左边和右边   左边等于(a*(x1 × x2 × ... × xφ(n))) (mod n)   右边等于x1 × x2 × ... × xφ(n))(mod n)   而x1 × x2 × ... × xφ(n)(mod n)和n互质   根据消去律,可以从等式两边约去,就得到:   a^φ(n) ≡ 1 (mod n)   推论:对于互质的数a、n,满足a^(φ(n)+1) ≡ a (mod n)   费马定理:   a是不能被质数p整除的正整数,则有a^(p-1) ≡ 1 (mod p)   证明这个定理非常简单,由于φ(p) = p-1,代入欧拉定理即可证明。

4、   同样有推论:对于不能被质数p整除的正整数a,有a^p ≡ a (mod p) 编辑本段平面几何里的欧拉定理定理内容  设三角形的外接圆半径为R,内切圆半径为r,外心与内心的距离为d,则d^2=R^2-2Rr. 证明  O、I分别为⊿ABC的外心与内心.   连AI并延长交⊙O于点D,由AI平分ÐBAC,故D为弧BC的中点.   连DO并延长交⊙O于E,则DE为与BC垂直的⊙O的直径.   由圆幂定理知,R2-d2=(R+d)(R-d)=IA·ID.(作直线OI与⊙O交于两点,即可用证明)   但DB=DI(可连BI,证明ÐDBI=ÐDIB得),   故只需证2Rr=IA·DB,即2R∶DB=IA∶r 即可.   而这个比例式可由⊿AFI∽⊿EBD证得.故得R2-d2=2Rr,即证. 编辑本段拓扑学里的欧拉公式  V+F-E=X(P),V是多面体P的顶点个数,F是多面体P的面数,E是多面体P的棱的条数,X(P)是多面体P的欧拉示性数。

5、    如果P可以同胚于一个球面(可以通俗地理解为能吹胀成一个球面),那么X(P)=2,如果P同胚于一个接有h个环柄的球面,那么X(P)=2-2h。

6、    X(P)叫做P的拓扑不变量,是拓扑学研究的范围。

7、 编辑本段经济学中的“欧拉定理”  在西方经济学里,产量和生产要素L、K的关系表述为Q=Q(L,K),如果具体的函数形式是一次齐次的,那么就有:Q=L(ðQ/ðL)+K(ðQ/ðK),换句话说,产品分配净尽取决于Q能否表示为一个一次齐次函数形式。

8、   因为ðQ/ðL=MPL=w/P被视为劳动对产量的贡献,ðQ/ðK=MPK=r/P被视为资本对产量的贡献,因此,此式被解释为“产品分配净尽定理”,也就是所有产品都被所有的要素恰好分配完而没有剩余。

9、因为形式上符合数学欧拉定理,所以称为欧拉定理。

10、   【同余理论中的"欧拉定理"】   设a,m∈N,(a,m)=1,则a^(f(m))≡1(mod m)   (注:f(m)指模m的简系个数) 编辑本段复变函数论里的欧拉公式定理内容  e^ix=cosx+isinx   e是自然对数的底,i是虚数单位。

11、   它将三角函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占有非常重要的地位。

12、   将公式里的x换成-x,得到:   e^-ix=cosx-isinx,然后采用两式相加减的方法得到:   sinx=(e^ix-e^-ix)/(2i),cosx=(e^ix+e^-ix)/2.   这两个也叫做欧拉公式。

13、 “上帝创造的公式”  将e^ix=cosx+isinx中的x取作π就得到:   e^iπ+1=0.   这个等式也叫做欧拉公式,它是数学里最令人着迷的一个公式,它将数学里最重要的几个数学联系到了一起:两个超越数:自然对数的底e,圆周率π,两个单位:虚数单位i和自然数的单位1,以及数学里常见的0。

14、数学家们评价它是“上帝创造的公式”,我们只能看它而不能理解它。

15、 编辑本段意义  (1)数学规律:公式描述了简单多面体中顶点数、面数、棱数之间特有的规律   (2)思想方法创新:定理发现证明过程中,观念上,假设它的表面是橡皮薄膜制成的,可随意拉伸;方法上将底面剪掉,化为平面图形(立体图→平面拉开图)。

16、   (3)引入拓扑学:从立体图到拉开图,各面的形状、长度、距离、面积等与度量有关的量发生了变化,而顶点数,面数,棱数等不变。

17、   定理引导我们进入一个新几何学领域:拓扑学。

18、我们用一种可随意变形但不得撕破或粘连的材料(如橡皮波)做成的图形,拓扑学就是研究图形在这种变形过程中的不变的性质。

19、   (4)提出多面体分类方法:   在欧拉公式中, f (p)=V+F-E 叫做欧拉示性数。

20、欧拉定理告诉我们,简单多面体f (p)=2。

21、   除简单多面体外,还有非简单多面体。

22、例如,将长方体挖去一个洞,连结底面相应顶点得到的多面体。

23、它的表面不能经过连续变形变为一个球面,而能变为一个环面。

24、其欧拉示性数f (p)=16+16-32=0,即带一个洞的多面体的欧拉示性数为0。

25、   (5)利用欧拉定理可解决一些实际问题   如:为什么正多面体只有5种? 足球与C60的关系?否有棱数为7的正多面体?等 编辑本段V+F-E=2的证明方法1:(利用几何画板)  逐步减少多面体的棱数,分析V+F-E   先以简单的四面体ABCD为例分析证法。

26、   去掉一个面,使它变为平面图形,四面体顶点数V、棱数E与剩下的面数F1变形后都没有变。

27、因此,要研究V、E和F关系,只需去掉一个面变为平面图形,证V+F1-E=1   (1)去掉一条棱,就减少一个面,V+F1-E不变。

28、依次去掉所有的面,变为“树枝形”。

29、   (2)从剩下的树枝形中,每去掉一条棱,就减少一个顶点,V+F1-E不变,直至只剩下一条棱。

30、   以上过程V+F1-E不变,V+F1-E=1,所以加上去掉的一个面,V+F-E =2。

31、   对任意的简单多面体,运用这样的方法,都是只剩下一条线段。

32、因此公式对任意简单多面体都是正确的。

33、 方法2:计算多面体各面内角和  设多面体顶点数V,面数F,棱数E。

34、剪掉一个面,使它变为平面图形(拉开图),求所有面内角总和Σα   一方面,在原图中利用各面求内角总和。

35、   设有F个面,各面的边数为n1,n2,…,nF,各面内角总和为:   Σα = [(n1-2)·180度+(n2-2)·180度+…+(nF-2) ·180度]   = (n1+n2+…+nF -2F) ·180度   =(2E-2F) ·180度 = (E-F) ·360度 (1)   另一方面,在拉开图中利用顶点求内角总和。

36、   设剪去的一个面为n边形,其内角和为(n-2)·180角,则所有V个顶点中,有n个顶点在边上,V-n个顶点在中间。

37、中间V-n个顶点处的内角和为(V-n)·360度,边上的n个顶点处的内角和(n-2)·180度。

38、   所以,多面体各面的内角总和:   Σα = (V-n)·360度+(n-2)·180度+(n-2)·180度   =(V-2)·360度(2)   由(1)(2)得: (E-F) ·360度=(V-2)·360度   所以 V+F-E=2. 方法3 用拓扑学方法证明欧拉公式     

图。

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。

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