e究竟是一個怎樣的無理數?

鯨遊海底


e叫做自然常數,在數學中的地位,特別是高等數學中甚至比圓周率π還重要。自然常數和圓周率都是無理數,並且都是超越數。歐拉公式完美的闡釋了數學之美,數學中幾個最重要的常數都融合在了這個公式中。


自然常數起源於複利問題,也就是通俗的利滾利。假設買一筆理財產品,以每年100%的收益率算,1年後就可獲得2倍收益。如果現在改為半年結息一次並復投,半年的收益率應為50%,那麼1年後可獲得2.25倍收益。似乎只要結息復投次數越頻繁,收益就會越多,事實果真如此嗎?

這個問題最早由雅各布·伯努利提出,在半個世紀之後,由歐拉成功解決。計算結果顯示,當n趨於無窮大時,e=2.718281828…是一個無限不循環小數,也就是說複利是有極限的。這個值是自然增長的極限,以e為底的對數,自然就叫做自然對數。

自然常數的計算需要用到泰勒展開,由於和圓周率一樣計算太費時費力,現在的精確值一般都是用計算機逼近的。自然對數不僅在數學中用處很大,在物理計算中也常用到。高斯發現自然常數還與質數分佈有關係。以e為底的指數函數的導函數與原函數相同。


科學探索菌


不妨列一個樣本足夠的清單,看看有什麼規律。然後分析她的無理數性質。



樣本清單如下

設f(n)=lim (1+1/n)^n,n=1,2,3...∞

f(1)=(2/1)^1=2

f(2)=(3/2)^2=2.25,f(2)-f(1)=0.25

f(3)=(4/3)^3≈2.35,f(3)-f(2)=0.10

f(4)=(5/4)^4≈2.44,f(4)-f(3)=0.09

f(5)=(6/5)^5≈2.49,f(5)-f(4)=0.05

f(6)=(7/6)^6≈2.52,f(6)-f(5)=0.04

f(7)=(8/7)^7≈2.55,f(7)-f(6)=0.03

f(8)=(9/8)^8≈2.57,f(8)-f(7)=0.02

f(9)=(10/9)^9≈2.58,f(9)-f(8)=0.01

......

f(n→∞)=((n+1)/n)^n=2.718...=e,Δf→0

從清單看出的幾個規律

規律一:f(n)=lim(1+1/n)^n中的1是單位圓半徑,f(1)=2,是單位圓的直徑,外展的基數。

規律二:f(1),f(2)...f(n)都是正分數的有理數。

規律三:自然函數f(n)的增量Δf,或梯度▽×f,越來越小,直至△f→0。f(n)是有界函數。



沒完沒了卻終有緣,藏的什麼天機?

例如,電磁波長途旅行,光量子不斷衰減降頻,密度在慢慢消減,體積膨脹終有限,最終變成真空場量子。

為什麼把e叫自然常數?自然在什麼地方?自然的本質究竟是什麼?

規律四:f(n→∞)=e。e是含有無限不循環的小數。反而成了無理數。


初步的探討與個人意見

命題之一:無數個除得盡的有理數之積,依然是有理數。

命題之二:無數個除不盡的有理數之積,反而是無理數。

命題之三:任意一個有理數,可以是若干除得盡的有理數之積。

命題之四:任意一個無理數,可以是若干除不盡的有理數之積。

以上當否,請大家發表自己的看法。

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物理新視野


這個問題問得優點意思,其實e這個數簡單來說就是將一個表達式令成了e,後面這個數值不斷的沿用就造成了這種誤解!這個數值e的來歷,可以從高等數學中得到答案。

。我們是將這樣的一個結果令成e來表示。那麼這個是怎麼來的呢??是因為這個極限收斂,採用夾逼準則來進行證明,證明出來這個極限是收斂的,可是具體的結果是一個無法精確的數值,於是就採用e這個字母來進行表示。即是當x趨向於無窮大的過程所得到的結果就是e的數值。

如果你覺得上面的極限形式不好理解,那麼我再提供給你一種由泰勒展開所提供的結果就是如下,這種方式並不是e的嚴格定義,只是一種運用,不過我們可以從中窺探到e的計算方式。在計算器中e的結果就是按照下列這個表達式來進行計算的:

將X=1,帶入上面的公式就可以計算得出e,注意後面是無限多項,你取值的項數越多,說明這個e就越精確。懂了嗎?其實就是將一種形式的計算結果是一個無法精確表達的數值(小數點後有無限多位小數)這樣的結果令成了e!簡單理解就是這樣的,加油吧少年


西西數學


簡單點說: 與古代複利有關是有關,但無相關文獻記載~

****時期,航海很流行~但如何定位經度是個問題~

e與古代航海定位經度有關~

就想到用天文中的星星定位~

但是這些測量星星得到的“大數值”如何計算?~

納皮爾在計算“大數值”過程中提出了e的初期萌芽形式~

某一個伯努利提出了簡化形式,但沒有算出結果~

歐拉算出結果並推廣~

複雜點說: 某乎裡搜“數學裡的 e 為什麼叫做自然底數?是不是自然界裡什麼東西恰好是 e?”第一個回答~


Zach192657306


e是自然對數ln的底數,y=e^x增長率和函數值處處相等,即導函數=原函數,這是非常特殊的函數。可能e就是這樣被發現的吧。


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