题目

数学中的自然常数e是怎么推算出来的?

提问时间：2020-05-08

答案

旋涡形或螺线型是自然事物极为普遍的存在形式,比如：一缕袅袅升上蓝天的炊烟,一朵碧湖中轻轻荡开的涟漪,数只缓缓攀援在篱笆上的蜗牛和无数在恬静的夜空携拥着旋舞的繁星……x0d螺线特别是对数螺线的美学意义可以用指数的形式来表达：φkρ=αe 其中,α和k为常数,φ是极角,ρ是极径,e是自然对数的底.为了讨论方便,我们把e或由e经过一定变换和复合的形式定义为“自然律”.因此,“自然律”的核心是e.e,作为数学常数,是自然对数函数的底数.有时称它为欧拉数（Euler number）,以瑞士数学家欧拉命名；也有个较鲜见的名字纳皮尔常数,以纪念苏格兰数学家约翰?纳皮尔引进对数.它就像圆周率π和虚数单位i,e是数学中最重要的常数之一.它的数值约是（小数点后100位）：e≈ 2.71828 18284 59045 23536 02874 71352 66249 77572 47093 69995 95749 66967 62772 40766 30353 54759 45713 82178 52516 64274 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.但它没有记录这常数,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·伯努利(Jacob Bernoulli).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表示的确实原因不明,但可能因为e是“指数”(exponential)一字的首字母.另一看法则称a,b,c和d有其他经常用途,而e是第一个可用字母.不过,欧拉选这个字母的原因,不太可能是因为这是他自己名字Euler的首字母,因为他是个很谦虚的人,总是恰当地肯定他人的工作.很多增长或衰减过程都可以用指数函数模拟.指数函数的重要方面在于它是唯一的函数与其导数相等（乘以常数）.e是无理数和超越数（见林德曼—魏尔施特拉斯定理(Lindemann-Weierstrass)）.