數學中最神奇的常數-無理數e的由來

學過指數函數和對數函數的很多學生可能心中都存在著一個疑問,e是什麼?我們為什麼要研究它?下面我們一起來探究一下它的由來以及在實際生活中的應用。

首先我們在學習指數和對數函數(exponentials and logarithms)時,書上告訴我們的答案是e是一個無理數,它近似等於2.71828……,而且這個指數函數(exponential function)具有一個很好的性質——它的導數(gradient)圖像和本身是重合的,即. 這些大家都知道了,可還是一頭霧水的感覺,e到底是什麼,為什麼會有這樣一個無理數呢?

我們先來看一個有趣的小故事:從前,有個商人向財主借錢,財主的條件是每借1元,年利率100%,即一年後利息1元,商人要連本帶利還2元。財主一想,利息好多呢,如果半年結一次,利率就是50%,這樣一年就連本帶利=2.25元,也就是半年結一次賬比之前的利息還要多。財主又想,如果一年結3次,4次,5次,……365次,……那豈不是要發財啦?財主繼續算了一算,如果一年結3次,利率為1/3,一年之後連本帶利是=2.37037……元;如果一年結算4次,利率為1/4,一年後連本帶利是=2.44140元;財主激動地想,如果一年結算1000次,本利和是,看起來這麼大的數,我豈不是要發了?OK,讓我們來認真算一下,=2.71692元,看來是要令財主大失所望了。財主的想法是,結算次數越多,利息增長的也越快,可他卻沒預料到,確實是隨著n的增大而增大的,但是增加的速率卻是越來越小,而且不管n有多大,本利和永遠不會超過一個確定的上限,這個上限就是2.71828……。因此科學家歐拉就把(即“”)記作e,即e=2.71828……,它是自然對數的底。

e在科學技術中用的非常多,以e為底數,許多式子都能得到簡化,用它是最“自然”的,所以叫“自然對數”。人們在研究一些實際問題,比如物體的冷卻、細胞的繁殖、放射性元素的衰變時,都要研究當x趨近於無窮時的極限,不管x趨向於正無窮還是負無窮,結果都趨向於一個常數e=2.71828……。

好啦,明白了常數e的由來,讓我們再來複習一下和它有關的數學知識吧

數學中最神奇的常數-無理數e的由來

數學中最神奇的常數-無理數e的由來

這些你都熟練掌握了嗎?


分享到:


相關文章: