2025-06-03 15:26:18
自然对数e的发明实在是来自于人类对计算无止尽的追求 为了计算2的任意次方,比如说2^x,其中x是任意非整数且大于0,数学家们想到一个方法: 首先,把x变得非常小,比如把它除以1万,计算出2^(x/10000)的结果,最后,只需要把这个结果连乘10000次,就能得到2^x的值。 也就是说,2^x = (2^(x/10000))^10000,这从定义上说是显然的 是因为数学家发现,当x特别小时,2^x随着x的增长几乎是线性的,也就是说,y=2^x的函数曲线,x=0 附近看起来几乎就是一条直线。 而那条直线的系数,经过计算是0.693..... 也就是说,当x特别小时,2^x 约等于 1 + 0.693 * x;算完之后,再连乘1万次,就能得到原值 现实中,你当然不需要真的乘1万次;毕竟乘一次就是2次方,把两次方的结果自己连乘一次就是四次方,以此类推。最多只需要Log(10000),约等于13次而已 因此,数学家们对2的任意x次方创造出了一种非常神奇的算法: 2^x = (1 + 0.693 * x/N)^N ,N是一个非常大的数 但是呢,0.693这个系数每次计算确实又不方便,不够“自然”。为了让上面这个式子看起来更自然,最简单的方法就是换元法: 令 x = x' / 0.693 这样,就得到: 2^(1/0.693 * x') = (1 + x'/N)^N 将 2^(1/0.693) 提取出来,记为e,并把x'上面的小标去掉 就得到 e^x = (1 + x/N)^N,更严谨的: e^x = lim N->infinity {(1 + x/N)^N},更严谨的: e就是所谓的“自然对数”,因为他让指数的计算近似公式看起来更自然 经过计算,不难得出 e = 2.718.... 由上可知:自然对数描述的是2^x在原点附近的斜率,是一个数学实体,是实际存在的东西 而不是一个人造之物 聪明的你学会了吗?
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