【数学中的e这个数字是怎样来的?】-查字典问答网
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  【数学中的e这个数字是怎样来的?】

  数学中的e这个数字是怎样来的?

1回答
2020-01-09 19:03
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郭青

  数学中的

  e

  e

  ≈

  2.71828

  18284

  59045

  23536

  02874

  71352

  66249

  77572

  47093

  69995

  95749

  669676277240766303535475945713821785251664274

  现在人们可以将它精确到小数点后

  2000

  位,

  这里的

  e

  是一个数的代表符号,

  而我们要说的,

  便是

  e

  的故事.这倒叫人有点好奇了,

  要能

  说成一本书,

  这个数应该大有来头才是,

  至少应该很有名吧?但是搜索枯肠,

  大部分人能想

  到的重要数字,

  除了众人皆知的

  及

  1

  外,

  大概就只有和圆有关的

  π

  了,

  了不起再加上虚数

  单位的

  i=

  √

  -1

  .这个

  e

  究竟是何方神圣呢?

  在高等数学里,大家都学到过对数(

  logarithm

  [

  ˈ

  l

  ɔ

  :g

  əˌ

  r

  ɪ

  ð

  ə

  m

  ]

  )的观念,也用过对数表.教科书

  里的对数表,是以

  10

  为底的,叫做常用对数(

  commonlogarithm

  )

  .课本里还提到,有一种

  以无理数

  e=2.71828

  ……为底数的对数,称为自然对数(

  natural

  logarithm

  )

  ,有一个著名的

  极限数列或函数

  f(n)=(1+1/n)^n

  当

  n→∞

  时

  =e

  的结果就是

  e

  ,这里的

  e

  ,正是我们故事的主

  角.不知这样子说,是否引起你更大的疑惑呢?在十进位制系统里,用这样奇怪的数为底,

  难道会比以

  10

  为底更「自然」吗?更令人好奇的是,长得这麼奇怪的数,会有什麼故事可

  说呢?

  这就要从古早时候说起了.

  至少在微积分发明之前半个世纪,

  就有人提到这个数,

  所以虽然

  它在微积分里常常出现,却不是随著微积分诞生的.那麼是在怎样的状况下导致它出现的

  呢?一个很可能的解释是,这个数和计算利息有关.

  我们都知道复利计息是怎麼回事,就是利息也可以并进本金再生利息.但是本利和的多寡,

  要看计息周期而定,

  以一年来说,可以一年只计息一次,

  也可以每半年计息一次,

  或者一季

  一次,一月一次,甚至一天一次;当然计息周期愈短,本利和就会愈高.有人因此而好奇,

  如果计息周期无限制地缩短,比如说每分钟计息一次,甚至每秒,

  或者每一瞬间(理论上来

  说)

  ,会发生什麼状况?

  本利和会无限制地加大吗?答案是不会,

  它的值会稳定下来,

  趋近於一极限值,

  而

  e

  这个数

  就现身在该极限值当中(当然那时候还没给这个数取名字叫

  e

  )

  .所以用现在的数学语言来

  说,

  e

  可以定义成一个极限值,但是在那时候,根本还没有极限的观念,因此

  e

  的值应该是

  观察出来的,而不是用严谨的证明得到的.

  包罗万象的

  e

  大家恐怕已经在想,

  光是计算利息,

  应该不至於能专门为一个奇怪的数值起个名字吧?当然

  不,利息只是极小的一部分.令人惊讶的是,

  这个与计算复利关系密切的数,居然和数学领

  域不同分支中的许多问题都有关联.

  在讨论

  e

  的源起时,

  除了复利计算以外,

  事实上还有许

  多其他的可能.

  问题虽然都不一样,

  答案却都殊途同归地指向

  e

  这个数.

  比如其中一个有名

  的问题,就是求双曲线

  y=1

  /x

  底下的面积.双曲线和计算复利会有什麼关系,不管横看、竖

  看、坐著想、

  躺著想,

  都想不出一个所以然对不对?可是这个面积算出来,却和

  e

  有很密切

  的关联.

  e

  是一个奇妙有趣的无理数,

  它取瑞士数学家欧拉

  Euler

  的英文字头.

  欧拉首先发现此数并

  称之为自然数.它还有个较鲜见的名字叫纳皮尔

  Napier

  常数,假如你曾在数学课上被对数

  苦恼过,

  一定想知道谁是

  「始作俑者」吧?没错,就是这位

2020-01-09 19:08:39

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