理论教育 奇妙的无理数e,趣味代数学,近似值及应用

奇妙的无理数e,趣味代数学,近似值及应用

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:,它是一个无理数,在高等数学中起着至关重要的作用,一般用e来标记,并用下面的级数来求它的近似值:在上节关于存款按复利方式增长的例子中,我们得知e就是式子在n趋于无限大时的极限值。由高等数学的知识得知:当分成的每一份同e最接近时,乘积可以得到最大值。原因是数e不仅在数学领域,在物理学、天文学和其他领域中都发挥着至关重要的作用。

奇妙的无理数e,趣味代数学,近似值及应用

上节中我们得到一个数字2.7183…,它是一个无理数,在高等数学中起着至关重要的作用,一般用e来标记,并用下面的级数来求它的近似值:

在上节关于存款按复利方式增长的例子中,我们得知e就是式子

在n趋于无限大时的极限值。

鉴于很多无法详述的原因,我们把e作为自然对数的底非常方便。

自然对数表很久以前就有,并在科学技术中起到非常重要的作用。我们在前面讲到了48位、61位、102位,甚至260位的对数“巨人”,都是将e作为底的对数。

此外,数e还总是在意想不到的地方出现,比如这个问题:如果想把数a分为若干份,怎样分才能使每一份的乘积最大?

前面已经讲过,如果和为定值的一组数,当这组数中的每个数都相等时,它们的乘积为最大值。因此,这里的a需要平均分,应该怎样分呢?由高等数学的知识得知:当分成的每一份同e最接近时,乘积可以得到最大值。

例如,设a等于10,应该如何平均分?我们可以先求出e除a的商,得(www.daowen.com)

由于一个数不可能被分成3.678…份,所以取最接近此数的整数,即4。因此,分成的每一份为,也就是2.5时,各项乘积最大,这4份的乘积为

2.54=39.0625

可以验证此结论是否正确,如果把10平均分成3份或5份,得出的乘积分别为

显然,它们的结果都比前面小。

如果a等于20呢?那么就得平均分为7份,原因是

如果a等于50,就分为18份;如果a等于100,就分成37份。原因是

数e不仅在数学领域,在物理学、天文学和其他领域中都发挥着至关重要的作用。比如在下面的问题中,经常会用到数e:计算火箭速度的奧尔科夫斯基公式,放射性元素的衰变,气压随高度不同而发生变化的公式,欧拉公式,细胞的增殖问题,摆锤在空气中的摆动,物体的冷却规律,地球年龄,线圈中的电磁振荡等等。

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