自然常數e,是一個無理數,也是超越數,其值為2.71828……
e被稱為歐拉數,以瑞士數學家歐拉;也被稱為納皮爾常數,以紀念蘇格蘭數學家約翰·納皮爾引進了對數。
第一次提到自然常數e,是約翰·納皮爾於1618年出版的對數著作附錄中的一張表。
第一次把e看為常數的是雅各·伯努利。
第一次用到常數e,是萊布尼茨於1690年和1691年給惠更斯的通信,以b表示。
歐拉1727年開始用e來表示這常數;而e第一次在出版物用到,是1736年歐拉的《力學》。
我們知道圓周率π是圓周長與直徑的比值,值為3.14159265……但是e是怎麼來的呢?
e其實是計算複利時得出來的一個常數。
因此e的定義為:
第二種可以表述為級數式:
更為普遍的公式是e^x=Σ x^n/n!(n=0到∞)。
第三種可以表述為連分數:
第四種形式:
最早的指數函數指的就是e^x。
這也就是為什麼e常用作指數函數的底,從而經常用作對數函數的底,稱為自然對數。
以e為底的指數函數與其導數相等,即(e^x)'=e^x。
對指數函數和對數函數求導時,都要使用到自然對數。函數 y=a^x的導數為(a^x) ln a。函數 y=log (a ) x的導數為1/(x ln a ) 。
歐拉恆等式
歐拉恆等式被稱為最完美公式,包含了自然常數e、圓周率π、虛數單位i、還有0和1。
更普遍的公式是e^(iθ)=cosθ+isinθ,令θ=π,即是e^(iπ)=-1。
因為e=2.7182818284……,極為接近循環小數2.71828(1828循環),那就把循環小數化為分數271801/99990,所以可以用271801/99990表示為e最接近的有理數約率,精確度高達99.9999999% 。
等角螺線
等角螺線在極坐標系(r, θ)中,這個曲線可以寫為
r=a e^(bθ)
或
θ=ln(r/a)/b
因此也叫做對數螺線
等角螺線是自我相似的,也即是說,等角螺線經放大後與原圖完全相同。