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数学女孩 作者:结城浩 近现代)

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3.1 图书室

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夏天到了。

“嗯。”我回答道。

也就是说,将 cos 2θ和 sin 2θ用 cosθ和 sinθ来表示。用含θ的式子来代替含 2θ的式子就是倍角公式。用矩阵来表示旋转,将其意思重新解释,就能推导出倍角公式。

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“你如果喜欢琢磨数学公式的话,将角θ转动两次试试看,很有意思哦。”米尔嘉坐到我旁边的位子上,嘴凑到我耳边,轻声说道。她说字母θ时,读的是英语 theta。她在发 th 这个音时,舌头夹在牙齿缝之间发出的摩擦音弄得我耳朵痒痒的。

“只要考虑坐标轴上的单位矢量转向哪里,就能立刻得解。没必要去刻意记住什么吧。”米尔嘉看着我说。米尔嘉说话方式很直白,有点奇怪。

但是,我什么都没说,只是默默地听着米尔嘉的话。

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θ的旋转可以用下面这个矩阵来表示。

“看,这是什么?”她问道。

期末考试结束那天,在空落落的图书室里,我正琢磨着数学公式,这时米尔嘉走了进来。她径直走到了我身边。

“你不知道吗?这是倍角公式啊。”她说。

米尔嘉拿过我手中的铅笔,在练习本的右端写了两个式子。米尔嘉的手碰到了我的手。

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我边看练习本上的式子,边在心中回答,“这是倍角公式”。但是,我没出声。

“角θ连续转两次”就相当于将这个矩阵平方。

我一边听着米尔嘉说,一边在想着其他的事情。一个是聪明的女孩,一个是可爱的女孩。如果这两个女孩是同一个人的话,接下来的事情将是多么美好啊。

“将角θ转两次,然后再展开式子。而转两次θ角,就相当于转了 2θ角。这样就有了两个等式,关于θ的恒等式。”我说。

“没关系。因为我只是在练习。”

“在做关于向量的题?”她站在那里看了看我的练习本说。

这里我们来比较一下这个矩阵中的同类项,可以推导出以下两个等式。

“角θ的旋转可以用下面这个矩阵来表示。”米尔嘉说。

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米尔嘉微微起了起身,从她身上传来一股淡淡的柑橘香。她不等我回答就以一种授课的语气继续说了下去。算了,这种事也是见怪不怪了。

对了,“角θ连续转两次”也可以看作是“旋转 2θ角”。所以上述矩阵和以下矩阵是相等的。

米尔嘉的眼镜是镶了金边的,镜片泛着淡淡的蓝光。我透过镜片看到了她那双藏在镜片后的眼睛。

“旋转 2θ角”和“角θ连续转两次”两者之间可以画等号。我发现其实这两者表示同一个意思,于是,接下来的解答是如此美好。

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