Cis (matematika) - cis (mathematics) - Wikipedia
tento článek může obsahovat nadměrný počet citací.Prosince 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
cis je méně běžně používaný matematická notace definován cis X = cos X + i hřích X,[1][2][3][4][5][6][7][8][9][nadměrné citace ] kde cos je kosinus funkce, i je imaginární jednotka a hřích je sinus funkce. Zápis se používá méně často než Eulerův vzorec, Eix, který nabízí ještě kratší a obecnější notaci pro cos X + i hřích X.
Přehled
The cis notaci poprvé vytvořil William Rowan Hamilton v Prvky čtveřic (1866)[10][11] a následně používá Irving Stringham v pracích jako Uniplanární algebra (1893),[12][13] nebo James Harkness a Frank Morley v jejich Úvod do teorie analytických funkcí (1898).[13][14] Spojuje to trigonometrické funkce s exponenciální funkce v složité letadlo přes Eulerův vzorec.
Většinou se používá jako pohodlná zkratková notace ke zjednodušení některých výrazů,[10][12][3][15][16] například ve spojení s Fourier a Hartley se transformuje,[2][6][7] nebo když by se z matematiky neměly z nějakého důvodu používat exponenciální funkce.
V informačních technologiích vidí funkce vyhrazenou podporu v různých vysoce výkonných matematických knihovnách (například Intel je Knihovna matematických jader (MKL)[17]), k dispozici pro mnoho překladačů, programovací jazyky (včetně C, C ++,[18] Společný Lisp,[19][20] D,[21] Fortran,[22] Haskell,[23] Julie[24]) a operační systémy (včetně Okna, Linux,[22] Operační Systém Mac a HP-UX[25]). V závislosti na platformě je tavený provoz přibližně dvakrát rychlejší než individuální volání funkcí sinus a kosinus.[21][26]
Vztah ke komplexní exponenciální funkci
The komplexní exponenciální funkce lze vyjádřit
kde i2 = −1.
To lze také vyjádřit pomocí následujícího zápisu
tj. "cis„zkracuje“cos + i hřích".
Ačkoli na první pohled je tato notace nadbytečná, je ekvivalentní s Eix, jeho použití má kořeny v několika výhodách, jako je přímé vázání na polární formu komplexního čísla (a snazší uchopení).
Matematické identity
Derivát
Integrální
Další vlastnosti
Ty vyplývají přímo z Eulerův vzorec.
Totožnosti výše platí, pokud X a y jsou libovolná komplexní čísla. Li X a y jsou tedy skutečné
Dějiny
Tento zápis byl běžnější v éře po druhé světové válce, kdy byly psací stroje používány k vyjadřování matematických výrazů.
Horní indexy jsou odsazeny svisle i menší než 'cis'nebo'exp'; proto mohou být problematické i pro ruční psaní, například Eix2 proti cis (X2) nebo exp (ix2). Pro mnoho čtenářů cis (X2) je nejjasnější a nejsnadněji čitelný ze všech tří.[Citace je zapotřebí ]
The cis notace se někdy používá k zdůraznění jedné metody prohlížení a řešení problému před jinou.[29] Matematika trigonometrie a exponenciálu jsou příbuzné, ale ne úplně stejné; exponenciální notace zdůrazňuje celek, zatímco cis X a cos X + i hřích X notace zdůrazňují jednotlivé části. To může být rétoricky užitečné pro matematiky a inženýry při diskusi o této funkci a dále slouží jako mnemotechnická pomůcka (pro cos + i hřích).
The cis zápis je vhodný pro studenty matematiky, jejichž znalosti trigonometrie a komplexních čísel tento zápis umožňují, ale jejichž koncepční porozumění dosud zápis neumožňuje Eix. Když se studenti učí koncepty, které vycházejí z předchozích znalostí, je důležité je nenutit na matematické úrovně, na které ještě nejsou připraveni: obvyklý důkaz, že cis X = Eix vyžaduje počet, které student nemusí studovat, než se setká s výrazem cos X + i hřích X.
V roce 1942, inspirovaný cis notace, Ralph V. L. Hartley představil cas (pro kosinus a sinus) funkce pro skutečné hodnoty Hartleyovo jádro, mezitím zavedená zkratka ve spojení s Hartley se transformuje:[30][31]
Viz také
Reference
- ^ A b C d E Weisstein, Eric W. (2015) [2000]. „Cis“. MathWorld. Wolfram Research, Inc. Archivováno z původního dne 2016-01-27. Citováno 2016-01-09.
- ^ A b L.-Rundblad, Ekaterina; Majdan, Alexej; Novak, Peter; Labunets, Valeriy (2004). "Fast Color Wavelet-Haar-Hartley-Prometheus Transforms for Image Processing". Napsáno ve společnosti Prometheus Inc., Newport, USA. V Byrnes, Jim (ed.). Výpočetní nekomutativní algebra a aplikace (PDF). NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry (NAII). 136. Dordrecht, Nizozemsko: Springer Science + Business Media, Inc. 401–411. doi:10.1007/1-4020-2307-3. ISBN 978-1-4020-1982-1. ISSN 1568-2609. Archivováno (PDF) od originálu dne 2017-10-28. Citováno 2017-10-28.
- ^ A b Swokowski, hrabě; Cole, Jeffery (2011). Precalculus: Funkce a grafy. Série Precalculus (12 ed.). Cengage Learning. ISBN 978-0-84006857-6. Citováno 2016-01-18.
- ^ A b Simmons, Bruce (2014-07-28) [2004]. „Cis“. Matematika: Termíny a vzorce od algebry I po kalkul. Oregon City, OR, USA: Clackamas Community College, Katedra matematiky. Citováno 2016-01-15.
- ^ Simmons, Bruce (2014-07-28) [2004]. „Polární forma komplexního čísla“. Matematika: Termíny a vzorce od algebry I po kalkul. Oregon City, OR, USA: Clackamas Community College, Katedra matematiky. Citováno 2016-01-15.
- ^ A b Kammler, David W. (2008-01-17). První kurz Fourierovy analýzy (2. vyd.). Cambridge University Press. ISBN 978-1-13946903-6. Citováno 2017-10-28.
- ^ A b Lorenzo, Carl F .; Hartley, Tom T. (2016-11-14). Frakční trigonometrie: s aplikacemi na frakční diferenciální rovnice a vědu. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-11913942-3. Citováno 2017-10-28.
- ^ Pierce, Rod (01.01.2016) [2000]. „Násobení komplexních čísel“. Matematika je zábava. Citováno 2016-01-15.
- ^ Beebe, Nelson H. F. (2017-08-22). „Kapitola 15.2. Složitá absolutní hodnota“. Příručka pro výpočet matematických funkcí - programování pomocí přenosné softwarové knihovny MathCW (1. vyd.). Salt Lake City, UT, USA: Springer International Publishing AG. str. 443. doi:10.1007/978-3-319-64110-2. ISBN 978-3-319-64109-6. LCCN 2017947446. S2CID 30244721.
- ^ A b Hamilton, William Rowan (1866-01-01). „Kapitola II. Částečné síly, obecné kořeny jednoty“. Napsáno v Dublinu. v Hamilton, William Edwin (vyd.). Prvky čtveřic (1. vyd.). Londýn, Velká Británie: Longmans, Green & Co., University Press, Michael Henry Gill. 250–257, 260, 262–263. Citováno 2016-01-17.
[…] cos […] + i hřích […] budeme občas zkrátit na následující: […] cis […]. Pokud jde o ochranné známky […], je třeba je považovat za v současnosti hlavně dostupné expozice systému, a jak se často nechtělo, ani zaměstnávalo, v následujícím praxe z toho; a stejná poznámka platí i pro nedávné abrigdement cis, pro cos + i hřích […]
([1], [2][3] ) (Pozn. Tato práce byla zveřejněna posmrtně, Hamilton zemřel v roce 1865.) - ^ Hamilton, William Rowan (1899) [1866-01-01]. Hamilton, William Edwin; Joly, Charles Jasper (eds.). Prvky čtveřic. Já (2. vyd.). Londýn, Velká Británie: Longmans, Green & Co. str. 262. Citováno 2019-08-03.
[…] Nedávné zkrácení cis pro cos + i hřích […]
(Pozn. Toto vydání bylo přetištěno Chelsea Publ. Co. v roce 1969) - ^ A b Stringham, Irving (1893-07-01) [1891]. Uniplanární algebra, která je součástí 1 propeadeutika k vyšší matematické analýze. 1. C. A. Mordock & Co. (tiskárna) (1. vydání). San Francisco, USA: Berkeley Press. 71–75, 77, 79–80, 82, 84–86, 89, 91–92, 94–95, 100–102, 116, 123, 128–129, 134–135. Citováno 2016-01-18.
Jako zkratka pro cos θ + i hřích θ je vhodné použít cisθ, které lze číst: sektor θ.
- ^ A b Cajori, Florian (1952) [březen 1929]. Historie matematických notací. 2 (3. opravený tisk čísla 1929, 2. vyd.). Chicago, USA: Nakladatelství otevřeného soudu. str. 133. ISBN 978-1-60206-714-1. Citováno 2016-01-18.
Stringham označeno cos β + i hřích β od „cisβ", notaci také používá Harkness a Morley.
(Pozn. ISBN a odkaz na dotisk 2. vydání Cosimo, Inc., New York, USA, 2013.) - ^ Harkness, Jamesi; Morley, Franku (1898). Úvod do teorie analytických funkcí (1. vyd.). Londýn, Velká Británie: Macmillan a společnost. str.18, 22, 48, 52, 170. ISBN 978-1-16407019-1. Citováno 2016-01-18. (Pozn. ISBN pro dotisk Kessinger Publishing, 2010.)
- ^ Reis, Clive (2011). Abstraktní algebra: Úvod do skupin, prstenů a polí (1. vyd.). World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. 434–438. ISBN 978-9-81433564-5.
- ^ Weitz, Edmund (2016). „Základní věta o algebře - vizuální důkaz“. Hamburk, Německo: Univerzita aplikovaných věd v Hamburku (HAW), Department Medientechnik. Archivováno z původního dne 2019-08-03. Citováno 2019-08-03.
- ^ Intel. "v? CIS". Intel Developer Zone. Citováno 2016-01-15.
- ^ „Intel C ++ Compiler Reference“ (PDF). Intel Corporation. 2007 [1996]. str. 34, 59–60. 307777-004US. Citováno 2016-01-15.
- ^ "SNS". Společný Lisp Hyperspec. Harlequin Group Limited. 1996. Citováno 2016-01-15.
- ^ "SNS". LispWorks, Ltd. 2005 [1996]. Citováno 2016-01-15.
- ^ A b "std.math: expi". D programovací jazyk. Digitální Mars. 2016-01-11 [2000]. Citováno 2016-01-14.
- ^ A b „Instalační příručka a poznámky k verzi“ (PDF). Intel Fortran Compiler Professional Edition 11.0 pro Linux (11.0 ed.). 2008-11-06. Citováno 2016-01-15.[trvalý mrtvý odkaz ]
- ^ "SNS". Haskellův odkaz. ZVON. Citováno 2016-01-15.
- ^ „Matematika; Matematické operátory“. Julijský jazyk. Archivováno z původního dne 2020-08-19. Citováno 2019-12-05.
- ^ „HP-UX 11i v2.0 non-critical impact: Změny IPF libm (NcEn843) - Popis vylepšení CC Impacts - Hlavní vylepšení výkonu pro výkonové funkce a vyladění výkonu“. Hewlett-Packard Development Company, L.P. 2007. Citováno 2016-01-15.[trvalý mrtvý odkaz ]
- ^ A b „Odůvodnění mezinárodního standardu - programovací jazyky - C“ (PDF). 5.10. Duben 2003. str. 114, 117, 183, 186–187. Archivováno (PDF) od originálu 06.06.2016. Citováno 2010-10-17.
- ^ Fuchs, Martin (2011). „Kapitola 11: Differenzierbarkeit von Funktionen“. Analýza I (PDF) (v němčině) (WS 2011/2012 ed.). Fachrichtung 6.1 Mathematik, Universität des Saarlandes, Německo. 3, 13. Citováno 2016-01-15.
- ^ A b Fuchs, Martin (2011). „Kapitola 8.IV: Spezielle Funktionen - Die trigonometrischen Funktionen“. Analýza I (PDF) (v němčině) (WS 2011/2012 ed.). Fachrichtung 6.1 Mathematik, Universität des Saarlandes, Německo. str. 16–20. Citováno 2016-01-15.
- ^ Diehl, Christina; Leupp, Marcel (leden 2010). Komplexe Zahlen: Ein Leitprogramm in Mathematik (PDF) (v němčině). Basilej a Herisau, Švýcarsko: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH). str. 41. Archivováno (PDF) z původního dne 2017-08-27.
[…] Bitte vergessen Sie aber nicht, dass eiφ für uns bisher nur eine Schreibweise für den Einheitszeiger mit Winkel φ ist. V Anderen Büchern wird dafür oft der Ausdruck cis (φ) anstelle von eiφ verwendet. […]
(109 stránek) - ^ Hartley, Ralph V. L. (Březen 1942). „Symetrickější Fourierova analýza aplikovaná na problémy s přenosem“. Sborník IRE. 30 (3): 144–150. doi:10.1109 / JRPROC.1942.234333. S2CID 51644127.
- ^ Bracewell, Ronald N. (Červen 1999) [1985, 1978, 1965]. Fourierova transformace a její aplikace (3. vyd.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07303938-1.