初等解析学における函数 とは、実数 を複素数 に対応させる関数のことである。ここで は余弦関数、 は正弦関数、 は虚数単位である。
"" は "" の省略形である。
この函数 は、複素指数函数 を用いれば、オイラーの公式より
と表せる。すなわち純虚変数 の指数函数(じゅんきょへんすうのしすうかんすう、)として書くことができる。複素指数函数とは別にこのような表記を設けることは、一見冗長であるように思われるが、偏角 の関数であることを強調する上で有用となる。
概観 初めて造語 が用いられたのはウィリアム・ローワン・ハミルトンの著書 Elements of Quaternions (1866)}} (, )であり、引き続いてが Uniplanar Algebra (1893)Stringham-1893などで、あるいはとフランク・モーリー が Introduction to the Theory of Analytic Functions (1898) (NB. ISBN and link for reprint of 2nd edition by Cosimo, Inc., New York, US, 2013.)Harkness-Morley-1898 (NB. ISBN for reprint by Kessinger Publishing, 2010.)で用いた。
cis関数は、複素数平面においてオイラーの公式を通じて三角関数と複素指数函数とを結びつけるもので、極形式を簡素化したいが、複素指数函数が教育課程で未習の場合、または何らかの理由で用いたくない場合に使用する。
情報技術において、様々な高度数学ライブラリ(例えばインテルの Math Kernel Library (MKL))でサポートされており、多くのコンパイラやプログラミング言語(例えば C, C++, Common Lisp, D, Fortran, Haskell)およびオペレーティングシステム(例えば Windows, Linux, macOS や HP-UX)で利用できる。プラットホームによっては、正弦函数と余弦函数を個別に呼び出すよりも二倍ほど速い。
第二次世界大戦後、数式記述にタイプライターが用いられるようになったころから、この記法はより広まった。上付き添え字は '' や '' よりも小さく、また上に偏っているから、手書きの場合でさえ困ることがある。, , を比較してみると、読み手には が見易く読み取り易い。
を と表記する 記法は、ある種の記憶術 (c,i,s → ) であり、cis函数について議論する数学者や技術者にとって、本質を強調するために有用となることがある。
性質 複素数 ( は実数)に対して、複素指数函数は次の式で表せる:
と、
を連立することにより、 は cis関数で表せる:
微分: 積分: 以下はオイラーの公式から直ちに従う:
これらの等式は が任意の複素数として成り立つ。 がともに実ならば
と評価することができる。
関連項目 ド・モアブルの定理 オイラーの公式
参考文献
外部リンク