e のiθ乗について
オイラーの公式では三角関数に変換して計算しますが、ここでは
eの指数が虚数(iθ) の場合について、数の風景-27で見てきた
eの式を使って四則演算で計算を行い、オイラーの公式による計算
結果と一致するかどうか検証してみます。
まず、計算方法は数の風景-27で見てきたeの式のXにiθを代入
し、数の風景-21で見てきた(X+1)の累乗の展開式を使って
計算します。
θ値をπ/6から2πまで変化させて計算します。 具体的には
eのi(π/6)乗、からπ/6ずつ大きくしていき、i(2π)乗まで
計算します。 これをPCで計算し、つぎのような結果を得ました。
比較用に、オイラーの公式による計算結果と両者の誤差を表に加え
ました。 (注)オイラーの公式は eのiθ乗=cosθ+isinθ
上の表で、Rは実数部の値、iは虚数部の値です。上の例はn=500
としたときの計算値ですが、まずまずの精度が得られました。
これを以下に図示します。