关注我们
提起数学常数e,许多人并不陌生,因为它在对数中屡见不鲜。比如:2的3次方等于8;反过来,求2的几次方等于8,这样的计算就叫对数运算,记作log28=3。一般地,以a为底的N的对数就用logaN表示,若以10为底的常用对数就用lgN表示,而以无理数e为底的自然对数则记作lnN。这里的无理数e是一个数学常数(也称自然常数),具体地解释就是,e=2.718281828459……
图源:google.com
必须明确的是,自然常数e和圆周率π、黄金分割数φ一起被称为“三大数学常数”。作为变量数学中不可缺少的常数,e的数值怎么来的,e是描述自然界各种连续变化的有力工具,它是自然界纷繁复杂背后隐藏的基本规律。为了直观形象地帮助大家理解这个数学常数,不妨假定如下的生活情境(这实际是著名数学大师欧拉试图解决数学家雅各布·伯努利在半个世纪前提出的一个颇具推敲的“复利问题”):
比如某储户每半年(6个月)结算一次利息,那么,银行就提供利率的一半(50%),在这种情况下,这个储户一年后(共取2次)的收益为本金的(1+50%)2=2.25倍。
用最简单的情形来说明就是:
企业回便携式色差计中L,A,B是代表物体颜色的色度值,也就是该颜色的色空间坐标,任何颜色都有唯一的坐标值,其中L,代表明暗度(黑白),A,代表红绿色,B代表黄蓝色,dEab是总色差(判定是否合格),其中dL,如果是正值,说明样品比标准板偏亮,如果。
你把1元钱存入此家银行,到半年时就连本带利取出,然后再存半年,这样到年末你将得到(1+50%)×(1+50%)=(1+)×(1+)=(1+)2=2.25(元)的本息。
从中不难看出,一年之中这样的存取时间越短(存取次数越多)收益越多。由此,许多人会产生如下自然问题:既然一年中存取的次数越多越合算,而且银行规则允许,那就不嫌麻烦反复存取,甚至都可以想象成坐在银行取款台那里不走,拿了就存然后再取再存(存取间隔以秒计),如此反复操作,储户是不是能以小博大得到巨额本息?(这正是伯努利提出的复利问题:假设n为利息复利的次数,利率是其倒数,一年后的收益为(1+)n,那么,n如果变得无限大,那(1+)n是否也会变得无限大?)为了解开大家的疑惑,可作以下具体说明:
图源:goolge.com
数学大师欧拉经过研究给出明确结果:当n趋于无穷大时,(1+)n=2.718281828459……并于1727年首次用小写字母“e”表示这个常数,以后逐渐成为标准,被称为自然常数。
也就是说,1元本金无论存取多少次,极限值为e≈2.718281828……(元)。除去本金1元,一年内总利息最多仅为1.7183元左右。如此一来,数学家严谨的分析给银行家吃了颗定心丸,难怪人们戏称e是银行家最喜欢的一个数,同时证实大家想当然的想象只不过是多余的担忧。
在数学中关于常数e的定义,最常见的有如下两种:
⑴定义e为一个数列的极限值:e=⑵定义e为下列无穷级数之和:e=+++++ (其中0!=1)
这里需要补充介绍一下有关“阶乘”的定义:一个正整数的阶乘是所有小于及等于该数的正整数的积,并且0的阶乘为1。比如4!(读作4阶乘)=1×2×3×4,8!(读作8阶乘)=1×2×3×4×5×6×7×8……n!(读作n阶乘)=1×2×3…(n-1)×n,0!=1。
e被称为自然常数,在实际的应用中,常称e是单位时间内、持续翻倍增长所能达到的极限值。这个值是自然增长的极限,因此以e为底的对数,就叫做自然对数。
数学中e是无理数,在数学中是代表一个数的符号,其实还不限于数学领域。在大自然中,建构,呈现的形状,利率或者双曲线面积及微积分教科书、伯努利家族等。现e已经被算到小数点后面两千位了。
世界上很多现象都可以微分方程式来表示。通俗地解释,在探究自然界的某些现象时,数学家会将各种函数微分或积分,然后设立微分方程式并求解。在计算过程中,其它函数经过微分与积分,式子都会发生改变。只有e不管怎么微分,式子都会保持同样的形式,不会发生改变。这也是为什么在探究自然界的诸多问题时,许多方程式中都有e的原因。
图源:google.com
征稿启事
中国科学探索中心微信公众号欢迎赐稿!
稿件内容以反伪破迷为核心思想,科学普及、科学文化、科技哲学、科学与公众、世俗人文主义、科技伦理等领域均可涉及,旨在将科学探索结果无偏见地告知公众,避免公众上当受骗。
稿件一经采用,将奉上稿酬。
kpsbsh2017@163.com
像π一样,e也是一个无理数。它的数值是e=2.7182818459…无限而不循环。在一开始,它偶然出现在计算结果里,但随着科学的发展,人们逐渐发现e的用处很多,现e已经被算到小数点后面两千位了。e是自然对数的底数,是一个。
中国科学探索中心
崇尚科学 反伪破迷
收藏在看
e的数值大小是2.72。e≈2.7182818284590452353602874713526624977572。第一次提到常数e,是约翰·纳皮尔(John Napier)于1618年出版的对数著作附录中的一张表。但它没有记录这常数,只有由它为底计算出的一张自然对数列表,通常。