學過指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的很多學生可能心中都存在著一個疑問,e是什么?我們?yōu)槭裁匆芯克??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(yīng)用。 首先我們在學習指數(shù)和對數(shù)函數(shù)(exponentials and logarithms)時,書上告訴我們的答案是e是一個無理數(shù),它近似等于2.71828……,而且這個指數(shù)函數(shù)(exponential function)具有一個很好的性質(zhì)——它的導數(shù)(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到底是什么,為什么會有這樣一個無理數(shù)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%,即一年后利息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(jié)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(jié)一次賬比之前的利息還要多。財主又想,如果一年結(jié)3次,4次,5次,……365次,……那豈不是要發(fā)財啦?財主繼續(xù)算了一算,如果一年結(jié)3次,利率為1/3,一年之后連本帶利是=2.37037……元;如果一年結(jié)算4次,利率為1/4,一年后連本帶利是=2.44140元;財主激動地想,如果一年結(jié)算1000次,本利和是,看起來這么大的數(shù),我豈不是要發(fā)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(jié)算次數(shù)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(shù)的底。 e在科學技術(shù)中用的非常多,以e為底數(shù),許多式子都能得到簡化,用它是最“自然”的,所以叫“自然對數(shù)”。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趨近于無窮時的極限,不管x趨向于正無窮還是負無窮,結(jié)果都趨向于一個常數(shù)e=2.71828……。 好啦,明白了常數(shù)e的由來,讓我們再來復習一下和它有關(guān)的數(shù)學知識吧 這些你都熟練掌握了嗎? |
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