纳皮尔常数e =2.71828 18284…是不是这样出来的?
一
e=2.718…是数学上的一个重要常数,世称纳皮尔常数,是纳皮尔对数的底。若从实用的观点看,用纳皮尔对数来作数字计算,还远远不如用十进对数计算来得方便。但它在数学理论的发展上、叙述上,却有很大便利和用处。至于在物理学及其他科学上有何意义,我则茫然无知了。
e=2.718…是怎样来的?五十八年前,老师讲过,写了一黑板,但早已忘了。虽说有下列公式:
e=1+1/1!+1/2!+1/3!+
…1/n!
e= (1+1/n)n
可以算得e,但这是理论推导的结果,不是来源、源头。我想知道的是,e是如何被发现的。
最近看到一本书上说,e与存款利息有关,这是否就是e的源头呢?我便根据其叙述,详细算
了一番,真得到了e值。
二
存款得利息,最大利息就是利滚利,即复利。现今银行有“到期转存”一项,也就是复利存款。设本金为1,年利率假设为100%=1,(现今实际为0.035,但为了直接进入计算e,假设为1)。一年后,连本带利为1×
(1+1)= 1×21=2。不取出,仍放在银行作新的存款,下同。则两年后,连本带利为2× (1+1)=
1×21×(1+1)=1×22=4。三年后,连本带利为4×(1+1)=
1×22×(1+1)= 1×23=8… 10年后,则连本带利为1×
(1+1)9 ×(1+1) =1× (1+1) 10=1024
为此,便归纳得一般复利公式:
本+利 = 本金× (1+年利率)年数。
现改变一下利率及到朝方式。
1、
如果与银行协定,可以在一年内,再分期复利,即我本金1,以半年为期,当然,利率改为半年利率1/2=0.5,“到半年期转存”,一年后才取,即复利两次,则
本+利 = 本金×
(1+半年利率)2=1×(1+1/2)2=2.25,比一年期利息多了0.25。
2、
如果再与银行协定,可以在一年内,以一月为期,当然,利率改为月利率1/12=0.08333,“每一个月转存”,一年后才取,即复利12次,则
本+利 = 本金×
(1+月利率)12=1×(1+1/12)12=2.61304…,比一年期利息多了0.61304
3、 如果再与银行协定,可以在一年内,以一天为期,当然,利率改为日利率
1/365=0.0027397,“一天一天转存”,一年后才取,即复利365次,则
本+利=
本金×(1+日利率)365=1×(1+1/365)365=2.714567…,比一年期利息多了0.71457
4、 这样,一次次加大分期,又以小时、分、秒计,同时利率缩小为
时利率、分利率、秒利率,则本+利将逐步趋向2.71828
18284…就得到e。现将计算各个分期的“本利和”列于下:
分期
本金B 利率
p
期数
n
本利和 B (1+p) n
年
1
1
1
2
半年
1
1/2=0.5
2
2.25
月
1
1/12=0.0833333
12
2.613 04
日
1
1/365=0.00273973
365
2.714 567
小时
1
1/365/24=0.000114155
365×24=8760
2.718 126 69
分
1
1/365/24/60
525600
2.718 279 24
秒
1
1/365/24/3600=0.000000003171
31536000
2.718 281 785
由此可以归纳为:当n →∞时,e =
(1+1/n)n。这个公式,是否起源于“密集复利”,不敢轻下结论。但把它用二项式展开,便得
e
=1+1/1!+1/2!+1/3!+
…1/n!是肯定的,可见这两个公式应该是同出一源。轻发议论,随便说说。去罢,上博客去罢。
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