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Lemnisque

Ajoute les termes de la série de l'exponentielle : chacun tourne d'un quart de tour par rapport au précédent. Le trajet s'enroule et finit exactement sur le cercle.

Fais varier la figure

Termes de la série14
eiπ+1=0e^{i\pi} + 1 = 0
eix=cos⁡x+isin⁡xe^{ix} = \cos x + i \sin x
eix=∑n=0∞(ix)nn!e^{ix} = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{(ix)^n}{n!}

Épreuve n° 1. Chaque tirage change le calage des encres et le grain.

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Avec 14 termes, la somme arrive à −1,00 + 0,00 i, à moins de 0,001 du cercle.

Le trajet part du centre. Chaque segment est un terme de la série : il tourne d’un quart de tour, car multiplier par i fait tourner, et il raccourcit dès que la factorielle l’emporte. Les termes réels sont en vermillon, les termes imaginaires en bleu. Les fines lignes montrent le même trajet pour les angles plus petits.

Avec peu de termes, le trajet s’arrête loin du cercle. Ajoutes-en : à x = π, il s’approche de −1, le point à gauche du cercle. C’est ce que dit l’identité : tourner d’un demi-tour depuis 1 mène à −1, donc eiπ + 1 = 0.

Identité d'Euler : exemples concrets

Calculer le courant de tes prises

Calculer le courant de tes prises

Le courant de tes prises change de sens en permanence, ce qui complique les calculs. En 1893, Charles Steinmetz montre aux ingénieurs comment faire avec les nombres complexes : une tension qui oscille devient une flèche qui tourne, et tout se ramène à de l'algèbre.[1]

Analyser les signaux

Analyser les signaux

La transformée de Fourier compare un signal à des rotations, écrites avec la formule d'Euler. L'algorithme rapide publié en 1965 par Cooley et Tukey calcule justement des séries de Fourier complexes : il est à la base de l'analyse numérique des signaux.[2]

Écrire la mécanique quantique

Écrire la mécanique quantique

La théorie quantique usuelle s'écrit avec des nombres complexes. Une équipe a proposé en 2021 une expérience en réseau capable de distinguer cette version d'une version standard à nombres réels.[3]

À ne pas confondre

C'est la formule qui sert, pas l'identité
Les ingénieurs utilisent la formule d'Euler pour tous les angles. L'identité n'en est que le cas x = π : elle est belle, mais personne ne s'en sert pour calculer un circuit.[1][4]
Euler n'était pas seul
Euler publie sa formule en 1748, mais Roger Cotes en avait donné un précurseur en 1714, sous forme de logarithme.[4][5]
La plus belle formule, pour quinze personnes
Dans une étude de 2014, 15 mathématiciens l'ont placée parmi les formules les mieux notées. C'est un joli résultat sur un petit groupe, pas une mesure objective de la beauté.[6]
Les nombres complexes, débat ouvert en physique
Une prépublication de 2025 soutient qu'une théorie quantique à nombres réels reste possible, en contestant les hypothèses de l'étude de 2021.[7]
Euler, x = 1,00 πÉpreuve n° 1

Ta figure, en affiche

Les réglages choisis plus haut composent l'affiche : chaque combinaison donne une figure différente.

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