无理数e的概念:e是自然对数的底数,是一个无限不循环小数,其值是2.71828...,它是这样定义的:当n→∞时,(1+1/n)^n的极限。注:x^y表示x的y次方。
e的范围
随着n的增大,底数越来越接近1,而指数趋向无穷大,那结果到底是趋向于1还是无穷大呢?其实,是趋向于2.71828……,不信你用计算器计算一下,分别取n=1,10,100,1000。但是由于一般计算器只能显示10位左右的数字,所以再多就看不出来了。
e的故事
引入:这里的e是一个数的代表符号,而我们要说的,便是e的故事。这倒叫人有点好奇了,要能说成一本书,这个数应该大有来头才是,至少应该很有名吧?但是打开我们的记忆搜索器,大部分人能想到的重要数字,除了0和1外,大概就只有和圆有关的π了,了不起的话,再加上虚数单位的i=√-1。那么这个e究竟是何方神圣呢?
对数:在高中数学里,大家都学到过对数的观念,也用过对数表。教科书里的对数表,是以10为底的,叫做常用对数。课本里还简略提到,有一种以无理数e=2.71828……为底数的对数,称为自然对数,这个e,正是我们故事的主角。
不知这样子说,是否引起你更大的疑惑呢?在十进位制系统里,用这样奇怪的数为底,难道会比以10为底更自然吗?更令人好奇的是,长得这么奇怪的数,会有什么故事可说呢?
e的应用
这个与计算复利关系密切的数,和数学领域不同分支中的许多问题都有关联。在讨论e的源起时,除了复利计算以外,事实上还有许多其他的可能。问题虽然都不一样,答案却都殊途同归地指向e这个数。比如其中一个有名的问题,就是求双曲线y=1/x底下的面积。
双曲线和计算复利会有什么关系,不管横看、竖看、坐着想、躺着想,都想不出一个所以然对不对?
可是这个面积算出来,却和e有很密切的关联。e的影响力其实还不限于数学领域。大自然中太阳花的种子排列、鹦鹉螺壳上的花纹都呈现螺线的形状,而螺线的方程式,是要用e来定义的。建构音阶也要用到e,而如果把一条链子两端固定,松松垂下,它呈现的形状若用数学式子表示的话,也需要用到e。