首页 > 自考资讯 > 自考知识

自然常数公式,自然常数有什么意义

头条共创 2024-06-27

自然常数、纳皮尔数和欧拉数都是同一个符号“e”的名称,代表常数。目前,在术语中,通常将它们称为“自然常数”。和 一样,它是数学中最重要的常数之一,但它可能没有 那么出名,这取决于研究和发现的时期。小于。

瑞士数学家雅各布·伯努利(伯努利家族很厉害,他们都是数学家,有大量的研究成果)据说研究过复利的计算——。马苏。计算复利他找到了“e”的数字,但不幸的是他没有正确计算它,尽管他知道“e”的值在2 到3 之间。具体来说,“e”出现在什么类型的复利中?请举例说明(假设本金为1,年利率为100%)。

673892422938437c92c74c9b0af787d1~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=m9eTRZeWY5vF185EIavWxhIQwkM%3D图1

正如上图所示,这里所谓的“复利”是指每年支付一次、每六个月支付一次、每季度支付一次或每月支付一次利息。该利息的计算结果如下:众所周知的表达方式:

9f63b73f133342e49d7fd5256d6d8d9d~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=Wf9dKMyW8MwMhTRRkUkqwWCiMGc%3D图2

随着n继续增大,计算上式的值会越来越接近某个值。这是Jacob上面得出的结论,——在2和3之间,和上面求等式是一样的。以下限制:

434c8f7cae034ce89ee899ac95e5ca43~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=WT2YJapJ0MpL5kXcdeHFLSre9FM%3D图3

目前无法确认是谁首先发现了这个极限,但最早的线索是苏格兰数学家约翰·纳皮尔于1618 年出版的对数书《奇妙的对数表的描述》。自然常数e 列于附录的图表中。他得到了约等于1/e的计算结果。目前尚不清楚这是巧合还是有意为之。

欧拉,“欧洲之神”,最早出现在《e》中的人,被数学界公认为老师,这一点得到了证明。事实证明,e是一个无理数。欧拉将图3 中的1/n 替换为x/n,

cf1840003fa74fbb9d5a87f0e1fbb275~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=25K5hxsSf%2BjKWoVgAt4q17JdDGQ%3D图4

然后,我们推导出图4 中的级数展开式。

fb0bbc9afac74e1b975e23accd8db985~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=U6eiQOlbsou7OrAEZuFHICTBSRY%3D图5

欧拉以此计算了e的小数点后18位,并通过e的连分数形式证明了e是无理数。 e 的连分数形式为:

4587afc9790448c6ad359b1df867ce64~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=qH61nsKZoJe8sNFX0Y1p%2FOuPmog%3D图6

欧拉根据图5求胜。他将x替换为ix(是的,i是虚数单位),得到以下结果:

4e8ba05952db4450a5542e9d1c05c7c7~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=N%2BX9H8lJ7I7UxjxnJFNBaF%2Bajh4%3D图7

实部是cosx的级数展开式,虚部是sinx的级数展开式,所以看起来像这样:

6a8ad27ecc8246cd8778b97458d75ec8~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=Vp7UwZkH6de8%2FoPRLulB0QPN4TA%3D图8

图8所示的方程简单却又紧密地联系了三个数学学科:三角学、代数和分析,欧拉还创造了宇宙中最耀眼、最美丽的公式——。

d3d0e231ffb340be9db4a9f8322579ed~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=YVuNExGZstDQV3j4po%2BYIzgTUTo%3D图9

该公式连接了五个最基本的数学常数:——e、i、、1 和0。大概没有什么比这更神奇的了。

e被证明是无理数100多年后,1873年,法国数学家埃尔米特证明了它是超越数(不是整数系数多项式的解)。这个证明持续了30年。许多页面都表明证明一个数是否是超越数是多么困难。

人们观察大自然中的事物,比如升入蓝天的炊烟,蓝色湖水轻轻荡起的涟漪,几只蜗牛在栅栏上缓缓爬行,还有无数人在平静的夜空中相互拥抱。了解涡旋或螺旋是自然界中非常常见的形式,其极坐标中的曲线函数为:

84fe714da8f247d5bbb1e9ca96283c1a~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720062544&x-signature=EcFc8vBOeOrEnpGgj3698BQCA%2Bk%3D 图10(r为极径,为极角,a、b为常数)

人们在研究生物体的生长、繁殖、衰退规律等实际问题时,很多都是e。这可能就是“自然常数”名称的由来。

版权声明:本文由今日头条转载,如有侵犯您的版权,请联系本站编辑删除。

猜你喜欢