¿Cuáles son los métodos que uno puede probar [matemáticas] e ^ {ix} = \ cos (x) + i \ sin (x) [/ matemáticas]?

Personalmente, considero que la prueba que se hace a continuación es la más fácil.

Dejar
[matemáticas]
y = cos (x) + i sen (x) [/ math] para algunos [math] x \ en R
[/matemáticas]

Diferenciando ambos lados wrt x
[matemáticas]
\ frac {dy} {dx} = -sin (x) + i cos (x)
[/matemáticas]

Ahora, como [matemáticas] i ^ 2 = -1 [/ matemáticas], podemos tomar i common de RHS

[matemáticas]
\ frac {dy} {dx} = i (i sen (x) + cos (x))
[/matemáticas]

El RHS anterior puede reescribirse en términos de y como [matemática] y = cos (x) + sin (x) [/ matemática]

[matemáticas]
\ frac {dy} {dx} = iy
[/matemáticas]

Reorganizando la ecuación anterior

[matemáticas]
\ frac {dy} {y} = i dx
[/matemáticas]

Tomando integral en ambos lados, obtenemos

[matemáticas]
ln (y) = ix
[/matemáticas]
(la constante de integración resulta ser 0 y puede resolverse tomando x = 0)

lo que da
[matemáticas]

y = e ^ {ix}
[/matemáticas]

es decir
[matemáticas]
e ^ {ix} = cos x + i sen x
[/matemáticas]


Alternativamente,
Dejar

[matemáticas]
f (x) = \ frac {cos (x) + i sin (x)} {e ^ {ix}}
[/matemáticas]

que se define en todas partes y, por lo tanto, se puede diferenciar. Al evaluar el diferencial, resulta ser 0.ie
[matemáticas]
f ‘(x) = 0
[/matemáticas]

Por lo tanto, f (x) es constante en todas partes.
Ahora,
[matemáticas] f (0) = 1 [/ matemáticas]
Por lo tanto, [matemática] f (x) = 1 [/ matemática] [matemática] \ forall x \ en R [/ matemática]

es decir
[matemáticas]
\ frac {cos (x) + i sin (x)} {e ^ {ix}} = 1 [/ math] [math] \ forall x \ in R
[/matemáticas]
o
[matemáticas]
e ^ {ix} = cos x + i sen x
[/matemáticas]

O puede encontrar pruebas alternativas (y mejores) en Wikpedia (fórmula de Euler) utilizando la serie y los límites de Maclaurin.