自然常数e的由来和意义(你知道e为什么叫自然常数吗)
e被称为自然常数,是一个约等于2.71828182845904523536……的无理数。以e为底的对数称为自然对数,数学中使用自然这个词的还有自然数。这里的“自然”并不是现代人所习惯的“大自然”,而是有点儿“天然存在,非人为”的意思。就像我们把食品分为天然食品和加工食品,天然食品就是未经人为处理的食品。
e和圆周率π都是超越数,π的含义可以通过下图的割圆术来很形象的理解。假设等边形的对角线长为1,只要等边形的边足够多,算出来的周长就可以越来越接近圆周率π。
美妙的螺线
在上面的部分中,指数函数 的美并没有真正的体现出来。
让我们换一个视角看,你一定会大吃一惊。
我们知道二维坐标系除了直角坐标系外,还有一种常用的是极坐标系,如下图
为什么要以10为底数?
因为我们使用10进制,数量级和科学计数法也是10的倍数,例如阿伏伽德罗常数 。
按照古希腊的自然思想来看:对于一个完美的圆来说,π才是自然的,是圆本身的属性,尽管从数值上是一个“无理”的数。
对于最快速的指数增长来说,e才是自然的,这是指数增长本身的属性。
而科学家们也发现,在做数学分析时,用e做底数的对数 ln x 做计算,其形式是最简约的,用其他对数例如lg x 做计算,都会画蛇添足的多一些麻烦。
ln x 就像美学上的“增之一分则太长,减之一分则太短”。
结论-
历史上,"自然"是一种划时代的思维方法,自然还有和谐、完美的内涵随着利息、对数、指数的发明,人们发现了e的存在1元存1年,在年利率100%下,无穷次的利滚利就会达到e
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e和π一样都是内在规律,反映了指数增长的自然属性大自然中到处都有对数螺线 的身影其他底数都是发明出来方便人使用,只有e为底数是被发现的数学家发现以e为底数的对数是计算中最简、最美、最自然的形式
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把e冠以自然底数、自然常数之名,把e为底数的对数称为自然对数,是数学家们用自己的方式对e所进行的美学评价。
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