Como você encontra uma expressão para #sin (x) # em termos de # e ^ (ix) # e # e ^ (ix) #?
Responda:
#sinx = (e^(ix) - e^(-ix))/(2i)#
Explicação:
Comece da série MacLaurin da função exponencial:
#e^x = sum_(n=0)^oo x^n/(n!)#
Sun:
#e^(ix) = sum_(n=0)^oo (ix)^n/(n!) = sum_(n=0)^oo i^nx^n/(n!) #
Separe agora os termos para #n# mesmo e #n# estranho, e deixe #n=2k# no primeiro caso, #n= 2k+1# no segundo:
#e^(ix) = sum_(k=0)^oo i^(2k) x^(2k)/((2k)!) + sum_(k=0)^oo i^(2k+1)x^(2k+1)/((2k+1)!) #
Observe agora que:
#i^(2k) = (i^2)^k = (-1)^k#
#i^(2k+1) = i*i^(2k) = i*(-1)^k#
Sun:
#e^(ix) = sum_(k=0)^oo (-1)^k x^(2k)/((2k)!) + isum_(k=0)^oo (-1)^k x^(2k+1)/((2k+1)!) #
e podemos reconhecer as expansões de MacLaurin de #cosx# e #sinx#:
#e^(ix) = cosx +i sinx#
qual é a fórmula de Euler.
Considerando que #cosx# é uma função uniforme e #sinx# e função ímpar, então temos:
#e^(-ix) = cos(-x) + i sin(-x) = cosx-i sinx#
então:
#e^(ix) - e^(-ix) = 2i sinx#
e finalmente:
#sinx = (e^(ix) - e^(-ix))/(2i)#