為什麼limx趨於∞(1+1x)的x方=e?
- 2022-08-09
高中學就知道e是一個無理數,約等於2。718281828。但是都是記住而已,沒有深入理解e為什麼是這個值?
問題中的圖片——極限等式,完美的解釋了e的定義(相當於一個公理,可以直接用)。
要證明它(極限等式),得往下看!
簡單說來,e就是自然界的增長的極限。為什麼?自然界,這麼厲害?
舉個自然界的生物學例子:某種類的一群單細胞生物每24小時全部分裂一次。在不考慮死亡與變異等情況下,那麼很顯然,這群單細胞生物的總數量每天都會增加一倍。
據此我們可以寫出它的增量公式:growth= 2^x x表示天數,
這個式子還可以改寫成如下的樣子:growth= (1+100%)^x 其中,1表示原有數量,100%表示單位時間內(24小時)的增長率。
根據細胞生物學,每過12個小時,也就是分裂進行到一半的時候,平均會新產生一半原數量的新細胞,新產生的細胞在之後的12小時內已經在分裂了。
因此一天24個小時可以分成2個階段,每一個階段的細胞數量都在前一個階段的基礎上增長50%:
實際上,這種分裂現象是不間斷、連續的,每分每秒產生的新細胞,都會立即和母體一樣繼續分裂,一個單位時間(24小時)最多可以得到多少個細胞呢?答案是:
當增長率為100%保持不變時,在單位時間內細胞種群最多隻能擴大2。71828倍。經濟學裡的銀行,一年中分不同期限(一年、半年、一季度、每月、每天)計息與上面生物學例子一樣適用。 回來數學家尤拉(特厲害)把這個數就稱為e,它的含義是單位時間內,持續的翻倍增長所能達到的極限值 。所以e就是自然界的增長的極限
隨便找本高數教材都有……
解析:
x→∞,lim(1+1/x)^x=e
(1) 此乃兩大基本極限之一。高中數學教材有講授,請詳閱。
(2) 另外一個,
x→0,lim(x/sinx)=1
用到爛的重要極限,
書本上有專門講解。