E(自然常數(shù), 也稱為歐拉數(shù))是自然對數(shù)函數(shù)的底數(shù). 它是一個無理數(shù), 就是說小數(shù)點(diǎn)后面無窮無盡, 永不重復(fù). 與 Pi 和 Sqrt[2] 不同, 它不是由幾何問題上探究而來的, 而是關(guān)于增長率和變化率的常數(shù). 但是它為什么和增長率有關(guān)呢? 讓我們回到來 17 世紀(jì), 看看發(fā)現(xiàn) e 最初的問題與相關(guān)的兩位大數(shù)學(xué)伯努利和歐拉吧. E 的出現(xiàn) 瑞士數(shù)學(xué)家雅各布. 伯努利在研究復(fù)利的時候發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象:
計算一年后共會獲得 2.25 塊錢. 恩, 看起來不錯啊. 那現(xiàn)在計算利率周期再短一些會怎么呢? 假設(shè)每個月結(jié)算一次呢? 月利率為 1/12 , 一年后最終得到大約 2.61304 塊錢, 這個方案變得更好一些. 現(xiàn)在可以看出這樣的規(guī)律, 利息的周期越短, 收益就更好. 那就讓我們繼續(xù)縮短計息的周期, 變?yōu)槊恐苡嬎? 利率為 1/52 . 甚至可以計算天利率, 或者小時, 秒來計算. 所獲得的錢會越來越多. 隨著 n 趨于無窮, 對于這樣的連續(xù)復(fù)利, 那會是什么樣子呢? 針對這個式子的極限值到底是什么呢? 伯努利知道會是一個 2~ 3 之間的數(shù), 但最終的結(jié)果很可惜他并沒有計算出來. 這個問題還是由 50 年后的歐拉搞定. 解開 e 的神秘面紗 歐拉大神借助下面的公式計算出來小數(shù)點(diǎn)后 18 位. 也就是下面的展開形式進(jìn)行了計算: 并且歐拉借助連分式的形式證明了 E 是一個無理數(shù), 觀察這個連分?jǐn)?shù)的形式 注意連分式中 2,1,2 之后出現(xiàn)的很規(guī)律出現(xiàn)的1,1,4,1,1,6,1,1,8,.... 也就是說這是能夠一直被處下去的連分?jǐn)?shù), 那就意味著它是個無理數(shù). 否則就是有理數(shù). e 的性質(zhì) e 是描述增長率的自然常量, 并且 e^x 還是唯一具有下面性質(zhì)的函數(shù): 這個函數(shù)曲線上的每一個點(diǎn)的 y 值, 在該點(diǎn)的斜率和曲線下面積三者都是相同值.
也正是因?yàn)檫@主要性質(zhì), 使得它成為了微積分中最喜聞樂見的符號(微積分也正是描述變化率, 極限求和的數(shù)學(xué)). 所以當(dāng)在微積分課程中, 每每遇到 e 的計算, 你覺得計算應(yīng)該會簡單很多. 既然提到了 e , 通常也會提到 - 歐拉恒等式(Euler's identity): 這個公式被視為為數(shù)學(xué)中最美麗的方程, 因?yàn)?e, π, i, 1, 0 這些數(shù)學(xué)中最重要的常數(shù)數(shù)量同時出現(xiàn)在一個方程中, 在未來的某個時刻我們會單獨(dú)在一篇文章中單獨(dú)介紹它. 上面就是利用 Wolfram 語言制作的圖解高中數(shù)學(xué)微文. 好了, 現(xiàn)在讓我們在下一篇的中來看一看其他高中數(shù)學(xué)相關(guān)概念的動圖文章. 因?yàn)楸救怂接邢? 疏忽錯誤在所難免, 所以還請各位老師和朋友不吝賜教, 多提寶貴意見, 幫助我改進(jìn)這個系列. 感謝關(guān)注! 您的關(guān)注和轉(zhuǎn)發(fā)是最大的支持! Thanks! Happy Weekend! |
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