alevel数学:利润常数还是自然常数?大家在学习数学时会碰到很多比较奇怪又让人难以理解的“常数”,自然常数e应该是首当其冲了,相比于同样是无理数的来说,它更让人捉摸不透。对于,大家都比较熟悉,就是圆周率,是圆的周长与圆半径的比值。那么自然常数e到底是什么,它是怎么来的,今天我们就简单的来818。
利润常数
最早与e有关的发现是在1618年,由John Napier提出的对数表中,有涉及到与自然常数e相关的计算结果,但当时他并没有意识这个常数的存在。
自然常数e真正的发现是在1683年,由Jacob Bernoulli在做和复利(compound interest)相关的计算时发现的。
它的定义就是:
当时他所研究的问题就是:
如果我有1块钱,我们都知道在年利率是100%的情况下,用单利计算得到的本金+利润是:
但是,如果我们把单利改成复利,得到的钱就会增加,比如存半年,拿出来,再存半年,那我们可以得到的钱就会变成:
那不断的增加我存取的次数,从半年存取一次,到每季度,到每个月,到每天,甚至到最后的每时每刻,我们最后得到的本金+利润是否会无限大呢?
很多人就是这么猜想的,但根据Jacob Bernoulli计算出来的结果却是相反的,他发现最后我们的本金+利润会趋于一个常数,这个常数的数值大概是2.7182818...,也就是我们现在的自然常数e。
所以,自然常数e就是一个本利常数。(那干嘛叫自然常数呢?
自然常数
因为它真的在自然界中无处不在!
比如之前老师有给大家介绍过的硬核的数学图腾——螺旋线,在自然界中也是随处可见,其中就有涉及到自然常数e的出现,
以及近年比较火的泼水成冰,看看这优美的弧线,是不是很眼熟?
对就是它了,对数螺旋线,在极坐标下,它的方程是:
在之前有一期讲到的放射性物质的衰变时会有一个“半衰期”的概念,其实也是因为它的衰变方程与自然常数有关。
最后,让我们来看看被无数数学家们誉为最美数学公式的上帝公式(欧拉公式):
这是一个囊括了数学中实数的基本单位、虚数的基本单位、0、两个最最特殊的无理数,并且只用了最简单的加法去连接他们的一个公式。
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