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常數e算到了多少位

生活 更新时间:2025-02-12 01:00:31

常數e的計算

常數e在數學界的地位,排第二總可以吧,第一理所當然讓給π我覺得沒問題。

這個e之所以這麼牛,是因為在數學上,隻有一個函數ex,無論怎麼求導都不會變化。高一的學生第一次接觸e是用在自然對數,使用頻率還不高;高二同學學習了導數(高等數學入門),e就無數次進入我們的夢鄉(有人是美夢有人是噩夢了啦);如果您有幸在大學中深造,即便是文科生,這個常數也是時常登門造訪。

那麼,e到底是多少呢?對于這個問題,可以分成三類解答。

第一類解答,e=2.7。為什麼?不知道,書上這麼說的。其實這樣的了解對于考試,那是足足夠用了。多數人在離開數學後半年,就忘了這個數,不過說起來曾經在一個戰壕裡蹲過也還是熟悉的面孔。

第二類解答,利用

常數e算到了多少位(常數e的計算)1

計算,這是常數e的定義。

根據這個定義,我們可以用

常數e算到了多少位(常數e的計算)2

來計算,顯然,x越大計算結果越精确。我們列出部分運算如下

x

e

1

2

2

2.25

3

2.37037037

10

2.59374246

50

2.691588029

100

2.704813829

150

2.709275911

200

2.711517123

250

2.712865123

300

2.713765158

350

2.714408711

400

2.714891744

450

2.715267655

500

2.715568521

1000

2.716923932

2000

2.717602569

3000

2.71782892

從上面的運算看出,e的計算實際上是個遞增過程,當運算達到x=450時,運算結果隻能保證兩位小數準确而已,當x=3000時,還是隻有兩位小數準确。這個方法求出的e隻能說理論上正确,但效率很低。

第三類解答,我們試圖研究,能不能用我們已經會的運算來替代。我們已經會的運算是什麼呢?多項式。怎麼用多項式來計算e呢。我們設函數

常數e算到了多少位(常數e的計算)3

常數e算到了多少位(常數e的計算)4

常數e算到了多少位(常數e的計算)5

我們可以得到

常數e算到了多少位(常數e的計算)6

如此我們得到了計算e的另一個公式!用這個公式計算試一試

n

n!

e

0

1

1

1

1

2

2

2

2.5

3

6

2.666666667

4

24

2.708333333

5

120

2.716666667

6

720

2.718055556

7

5040

2.718253968

8

40320

2.71827877

9

362880

2.718281526

10

3628800

2.718281801

11

39916800

2.718281826

12

479001600

2.718281828

方法三顯然強大好多,當n=5時就得到兩位準确數,當n=9時就能得到四位的準确數。會編程的同學可以很快就得到3000位準确數。

題外話:寫一篇文章來介紹一個常數e的計算其實沒有太大的實際意義,因為我們在實際估算時,有e的三位小數就足足夠了。那麼方法三的價值在哪裡?

我們發現,我們計算e的過程可以得到一個很好玩的結論。

常數e算到了多少位(常數e的計算)7

這個式子太好用了,我們可以用一個多項式來替代一些無法計算的函數啦呀!如果你能理解這個結論,恭喜你,大學階段的高等數學你注定不會挂科了哦。

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