起源
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e,作为数学常数,它的其中一个定义是
,其数值约为(小数点后100位):e = 2.71828 18284 59045 23536 02874 71352 6624去欢邀9 77572 47093 69995 95749 66967 62772 40766 30353 54759 45713 82178 52516 64274 ……。
在1690年,莱布尼茨在信中第一次提到常数e。在论文中第一次提到常数e,是约翰·纳皮尔(John Napier)于1618年出版的对数著作附录中的一张表。但他没有记录这常数,只有由它为底计算出的一张自然对数列表,通常认为是由威廉·奥特雷德(William Oughtred )制作。第一次把e看为常数的是雅各布·伯努利(Jacob Bernoulli)。欧拉也听说了这一常数,所以在27岁时,用发表论文的方式将e“保送”到微积分。
已知的第一次用到常数e,是莱布尼茨于1690年和1691年给惠更斯的通信,以b表示。1727年欧拉开始用e来表示这常数;而e第一次在出版物用到,是1736年欧拉的《力学》(Mechanica)。虽然以后也有研究者用字母c表示,但e较常用,终于成为标准。
用e表示的原因不明,但可能因为e是“指数”(exponential)一词的首字母。另一看法则称a,b,c和d有其他经常用途,e则是第一个可用字母。还有一种可能是,字母“e”是指欧拉的名字“Euler”的首字母。
以e为底的指数函数的重要方面在于它的函数与其导数相等。e是无理数和超越数(见林德曼-魏尔斯特拉斯定理,Lindemann-Weierstrass)。这是第一个获证的超越数,而非故意构造的(比较刘维尔数);由夏尔·埃尔米特(Charles Hermite)于1873年证明。
其实,超越数主要只有自然常数(e)和圆周率(π)。自然常数的知名度比圆周率低很多,原因是圆周率更容易在实际生活中遇到,而自然常数在日常生活中不常用。
自然常数的来法比圆周率简单多了。它就是当
即夜汗炒婆:
。
同时,它也等于
。注意,
迎己拔,
也
慨棕。
因为e=2.7182818284...,极为接近循环小数2.71828(1828循环),那就把循环小数化为分数
,所以可以用
表示为e最接近的有理数约率,精确度高达99.9999999%(小数点后7个9) 。
无理数证明
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由数学分析知
故 
(1)
其中
是整数,而
当
时,
收敛性证明
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即序列
单调上升;一方面,尝试证明
。即要证
,由均值不等式得
又明显有
,
另一方面,尝试证明
由于
所以
两边分别取倒数得
另外形式
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证法1
令
,已知
则已知
收敛于
,即
即
所以,
,不妨设
,则有
即
,有
又易知对固定的
和 
,有
所以,对此给定
,
当 时,有
即
,当 时,有
,即
即
证毕.
则
收敛,且极限为
证法2
欲证
,即要证
另一方面,又有
则有
故有
证毕。
计算方法
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取Peano形式的余项
令上式
,有
故有
即得
限制精度
其中
。将
与
代入,得
所以
故只
要令,求解出满足这个不等式的任意一个n,然后按照这个n计算
便得
的小数点后t位的准确数值。 [2]
应用
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自然常数e在科学上有广泛应用。以下举几例:
e对于自然数的特殊意义
素数定理
完全率
设完全图内的路径总数为W,哈密顿路总数为h,则
,此规律更证明了e并非故意构造的,e甚至也可以称呼为是一个完全率。与圆周率有一定的类似性,好像极限完全图就是图论中的圆形,哈密顿路就是直径似的,自然常数的含义是极限完全图里的路径总数和哈密顿路总数之比。
双曲函数
双曲函数是自然常数价值的重要体现。它可以解决很多问题。如:
1、阻力落体
解:
依标准变换方式,设
代入(1)式,再作化简,有
(3)式的通解是
其中,
和
是任意常数。
这等价于
因此,容易定出
将(7)式代入(4)式,再将(4)式代入(2)式,就可得
可以作一下定性的分析。小石块初始时刻静止。因此,随着时间增加,开始时小石块速度较小,小石块所受的阻力影响较小,此时,小石块与不受阻力的自由落体运动情况相类似,小石块加速度几乎是常数。反映在图1中,起始段
和
的关系是直线。当小石块速度很大时,重力相对于阻力来说可以忽略,阻力快速增加到很大的数值,导致小石块的速度几乎不再增加。此时,小石块加速度接近零,
几乎不随时间而变化。一段时间后,
相不多是一平行于
轴的直线。 [3]
2、粒子运动
式中
是粒子出发时动量的值,
是它出发时的能量。
解:
式中v是粒子的速度,p是粒子的动量
本题运动方程的分量表示式为
解之,有
粒子的能量为
因
积分得
又由(7)式得
积分得
或 
在(10)式和(13)式中消去
,有
(14)式可以写成
讨论:
当
时,保留前 2 项,得