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Cómo es "fácilmente comprobado" que $[1-s(\cos\theta + i \sin \theta)] \sum_{n=0}^\infty s^n [\cos(n\theta)+i \sin(n\theta)] = 1$

Esto es de una derivación de de Moivre del teorema en la página.148 de Grimmett Y Stirzaker de la Probabilidad y Procesos Aleatorios.

El programa de instalación:

La secuencia de $a_n = (\cos \theta + i \sin \theta)^n$ tiene la generación de la función $$G_a(s) = \sum_{n=0}^\infty \left[ s(\cos\theta + i \sin\theta) \right]^n = \frac{1}{1 - s(\cos\theta + i \sin\theta)}$$ si $|s| < 1$; aquí $i = \sqrt{-1}$.

La parte que no me siga:

Es fácil comprobar examinando el coeficiente de $s^n$ que $$\left[1-s(\cos\theta + i \sin \theta) \right] \sum_{n=0}^\infty s^n \left[\cos(n\theta)+i \sin(n\theta) \right] = 1 $$ when $|s| < 1$.

El resto es claro para mí, pero en caso de que esté interesado:

Así $$\sum_{n=0}^\infty s^n \left[\cos(n\theta)+i \sin(n\theta) \right] = \frac{1}{1-s(\cos\theta + i \sin \theta)}$$ if $|s| < 1$. Equating the coefficients of $s_n$ we obtain the well-known fact that $\cos(n\theta)+i \sin(n\theta) = (\cos\theta + \sin\theta)^n$.

Gracias por la ayuda!

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Tim Almond Puntos 1887

Echemos un vistazo a la izquierda. El coeficiente de $s^0$ es claramente $1$. $n>0$ % De coeficiente de $s^n$es $$\cos n\theta + i\sin n\theta - \left( \cos n\theta + i\sin n\theta \right)\left( \cos \left( n-1\right)\theta + i\sin \left( n-1\right)\theta \right),$ $ que se puede verificar es cero con fórmulas de ángulo compuesto.

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Karthikeyan KC Puntos 141

Usted podría utilizar serie geométrica, aunque tal vez no es lo mismo que comparar coeficientes por lo que no puede ser lo que quieres. Por ejemplo, queremos mostrar que la fórmula de $$\left[1-s(\cos\theta + i \sin \theta) \right] \sum_{n=0}^\infty s^n \left[\cos(n\theta)+i \sin(n\theta) \right] = 1.$ $ Euler afirma que $e^{i\theta}=\cos\theta+i\sin\theta$, y Teorema de Moivre utiliza básicamente el hecho de que $(e^x)^n=e^{nx}$ combinado con la fórmula de Euler. Así que tenemos: $$(1-se^{i\theta})\sum_{n=0}^\infty s^ne^{in\theta}=1.$ $ el sumando es igual a $(se^{i\theta})^n$, así por la serie geométrica que tenemos $$(1-se^{i\theta})\frac{1}{1-se^{i\theta}}=1,$ $, fue a probarse.

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BobaFret Puntos 607

Sigue de la serie geométrica $\displaystyle \sum_{n = 0}^{\infty} x^n = \dfrac{1}{1-x}, |x| < 1$.

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