麟正宇
一個神奇的自然常數e:
自然對數的底e是個無窮不循環的常數。
e=2.7182818284590452353602874713526624977572...
是有許多不為人知的神奇之處,在排列中用它可以簡算,在高等數學裡更是大有用武之地。
它是怎麼來的,可能一些普通人不是太瞭解。它是一個數學家發現之後,就用自己名子開頭的一個字母e表示。
這裡先講個普通人都能看明白的神奇故事吧!
卻說有個姓付的人,向姓鄭的人借了1元錢,花了後就給忘了。
到一年了,姓鄭的就不願意了,只好上門來討債。姓付的答應加倍給利息。就是還給1元本錢,1元利息。這樣的話,就給
1+1=2(元)
姓鄭的一想,說:“得了,就按半年給一半利息結算吧!”就是到半年時,給1.5元,後半年按1.5*1/2=0.75(元)。這樣的話,就還
1.5+0.75=2.25(元)
姓鄭的覺得不多,又說:“那還不如按月結算了,月息呢,給1/12.”就是頭一個月給1+1/12=1.0833…(元)
12個月的話,就是
(1+1/12)^12=2.613...(元)
後來,姓鄭的說:“按天結算。每天給1/365計算本息。”就是,
(1+1/365)^365=2.714…(元)
姓付的一看結果笑了,說:“你就是按小時結算也是兩塊七毛多錢!我就給你3塊得了!”
姓鄭的說:“不嫌麻煩,就再算一回,得多少你給我多少。”那麼,一年是24*365=8,760(小時)
就是
(1+1/8760)^8760=2.718…(元)
這回姓付的就只還給了姓鄭的2.72元。
這個數,越算越覺得神奇!
實際,當n→∞時,e=
lim(1+1/n)^n=2.7182818284590452353602874713526624977572…
自然對數的底e等於自然數階乘倒數的和:
e=1/0!+1/1!+1/2! +1/3! +...
最近,有人把排列擴展到負數範圍,創新了自然常數e的新求法和應用。
就是
可見,
這裡,用e來進行排列求和∑的簡算,見《張氏數奕演》一書中排列的拓寬。
e在科學技術中用得非常多,學習了高等數學後就會知道,許多結果和它有緊密的聯繫,以e為底數,許多式子都是最簡的,用它是最“自然”的,所以它是和圓周率π一樣的一個自然常數,因而在涉及對數運算的計算中一般都使用它。
e沒有很具體的意義。
正是:
自然對數底,
的確很神奇。
高等簡便算,
全都應用之。