分享

《趣味代数学》数“e”

 循天园 2022-10-06 发布于广东

我们在上一节得出的“2.718……”并不是个简单的数字,在高等数学中,它的作用巨大,甚至不亚于著名的数字,它有着自己专门的代号:“e”。“e”是无理数,无法用有限位的数字将它准确地表示出来[14],只能借助下面的式子表示其近似值:

但尽管如此,它却可以精确到任何程度。

通过对上一小节关于存款按利息不断增长的例子的分析,我们会发现,数“e”其实就是当n无限增大时,的极限。

我们无法在这里把所有的理由一一详述,但可以确定,“e”是非常合适的对数底数,如今这些自然对数表已经广泛存在,并应用于科学技术等各个领域之中,比如之前提到的有48位、61位、102位和260位之多的巨大对数都是以“e”为底的。

数“e”经常会出人意料地出现,比如下面的一个题目:

将数a分成几份,如果想使各份的乘积最大,该如何分?

我们知道,只有当这几部分彼此相等的时候乘积才最大,所以数a应该平均分成相等的几个部分。但关键是分成几个相等的部分?两个,三个,还是十个?高等数学的方法可以帮助我们确定:当所分成的各部分最接近于“e”的时候,它们的乘积最大。

比如,想要知道究竟把10分成几等份才能使每一份最大限度接近2.718……应该先求出10与2.718……的商:

但很显然,这个商并不适合划分,因为一个数并不能分成3.679……等份,所以,我们取一个最接近于它的整数值4。现在已经可以知道,将10平均分成份,这时候各部分的乘积最大,即:

事实上,如果把10等分成3份或5份,各部分的乘积都不会比这个乘积大:

想知道数20的各部分的最大乘积,首先得把它等分成7份;数50要分成18等份;数100要分成37等份。因为:

20÷2.718……=7.36……≈7

50÷2.718……=18.39……≈18

100÷2.718……=36.79……≈37

关于数“e”在数学、物理学、天文学及其他科学技术领域中发挥巨大作用的例子不胜枚举,比如当对下面的一些问题进行数学分析时必须用到这个数:

气压公式、欧拉公式[15]、物体的冷却定律、放射性衰变和地球的年龄、摆针在空气中的摆动、齐奥尔科夫斯基计算火箭速度的公式[16]、细胞的增殖,等等。(俄.别莱利曼)

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多