Создание примера, который приводит к результату 0 и одновременно является сложным, может включать несколько математических дисциплин и понятий. Пример ниже использует элементы алгебры, тригонометрии, интегрального и дифференциального исчисления. Попробуем составить такой пример:
[
\left( \int0^{\pi} \sin(x) \, dx \right) \cdot \left( \lim{x \to 0} \frac{\tan(x)}{x} - 1 \right) - \sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n}{n} + \left( 1 - e^{i\pi} \right)
]
Теперь разберем каждый элемент этого примера:
Интеграл (\int_0^{\pi} \sin(x) \, dx):
[
\int_0^{\pi} \sin(x) \, dx = \left[ -\cos(x) \right]_0^{\pi} = -\cos(\pi) - (-\cos(0)) = -(-1) - (-1) = 2
]
Предел (\lim{x \to 0} \frac{\tan(x)}{x} - 1):
[
\lim{x \to 0} \frac{\tan(x)}{x} = 1 \quad \text{(это известный предел)}
]
[
\lim_{x \to 0} \frac{\tan(x)}{x} - 1 = 1 - 1 = 0
]
Ряд (\sum{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n}{n}):
Это ряд Лейбница, который сходится к (-\ln(2)):
[
\sum{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n}{n} = -\ln(2)
]
Выражение (1 - e^{i\pi}):
[
e^{i\pi} = -1 \quad \text{(это формула Эйлера)}
]
[
1 - e^{i\pi} = 1 - (-1) = 1 + 1 = 2
]
Теперь объединим все элементы:
[
\left( 2 \right) \cdot \left( 0 \right) - (-\ln(2)) + 2
]
Поскольку (2 \cdot 0 = 0), у нас остается:
[
0 - (-\ln(2)) + 2 = \ln(2) + 2
]
Таким образом, чтобы получить 0, нужно добавить соответствующий элемент, который компенсирует (\ln(2) + 2). Поэтому добавим еще один член в пример, который приведет к нулю:
[
\left( \int0^{\pi} \sin(x) \, dx \right) \cdot \left( \lim{x \to 0} \frac{\tan(x)}{x} - 1 \right) - \sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n}{n} + \left( 1 - e^{i\pi} \right) - (\ln(2) + 2)
]
Теперь все вместе:
[
0 - \ln(2) + 2 - (\ln(2) + 2) = 0
]
Таким образом, этот сложный пример действительно приводит к результату 0.