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自然常数e:原来是这么来的

9月21日 不将就投稿
  数学中有许多重要的常数,例如圆周率和虚数单位i(等于根号负一)。但数学中还有一个同样重要的常数,那就是自然常数e,尽管没有圆周率那么为人所熟知。
  这个常数经常出现在数学和物理学之中,但它从哪里来?它究竟是什么意思?
  在18世纪初,数学大师莱昂哈德?欧拉(LeonardEuler)发现了这个自然常数e(又称欧拉数)。
  当时,欧拉试图解决由另一位数学家雅各布伯努利(JacobBernoulli)在半个世纪前提出的问题。
  伯努利的问题与复利有关。假设你在银行里存了一笔钱,银行每年以100的利率兑换这笔钱。一年后,你会得到(1100)12倍的收益。
  现在假设银行每六个月结算一次利息,但只能提供利率的一半,即50。在这种情况下,一年后的收益为(150)22。25倍。
  而假设银行每月提供8。3(100的112)复利息,或每周1。9(100的152)复利息。在这种情况下,一年后你会赚取投资的(1112)122。61倍和(1152)522。69倍。
  根据这个规律,可以得到一条通式。如果假设n为利息复利的次数,那么利率就是其倒数1n。一年后的收益公式为(11n)n。例如,如果利息每年复利5次,那收益则为初始投资的(115)52。49倍。
  那么,如果n变得很大,会怎样?如果n变得无限大,那(11n)n是否也会变得无限大?这就是伯努利试图回答的问题,但直到50年后才由欧拉最终获得结果。
  原来,当n趋于无穷大时,(11n)n并非也变得无穷大,而是等于2。718281828459这是一个类似于圆周率的无限不循环小数(即无理数),用字母e表示,被称为自然常数。
  当然,e不是一个随意数字。事实上,它是数学中最有用的常数之一。如果绘制方程yex,就会发现,对于曲线上任何点的斜率也是ex,而从负无穷大到x的曲线下方面积也是ex。e是唯一使ynx这个方程有如此奇特性质的数字。
  在微积分中,可以想象e也是一个非常重要的数字。同时,自然常数e也是物理学中的一个重要数字,它通常出现在有关波(如光波、声波和量子波)的方程之中。
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