e有时被称为自然常数,是一个约等于2.718的无理数。以e为底的对数称为自然对数,数学中使用自然这个词的还有自然数。这里的“自然”并不是现代人所习惯的“大自然”,而是有点儿“天然存在,非人为”的意思。
自然底数
对于数列{(1+1/n)^n},当n趋于正无穷时该数列所取得的极限就是e,即e=lim(1+1/n)^n。
数e的某些性质使得它作为对数系统的底时有特殊的便利。以e为底的对数称为自然对数。用不标出底的记号ln来表示它;在理论的研究中,总是用自然对数。
自然对数e的来历
e是自然对数的底数,是一个无限不循环小数,其值是2.71828……,是这样定义的:当n-∞时,(1+1/n)^n的极限。注:x^y表示x的y次方。随着n的增大,底数越来越接近1,而指数趋向无穷大,那结果到底是趋向于1还是无穷大呢?其实,是趋向于2.71828……,不信你用计算器计算一下,分别取n=1,10,100,1000。但是由于一般计算器只能显示10位左右的数字,所以再多就看不出来了。e在科学技术中用得非常多,一般不使用以10为底数的对数。以e为底数,许多式子都能得到简化,用它是最“自然”的,所以叫“自然对数”。
我们都知道复利计息是怎么回事,就是利息也可以并进本金再生利息。但是本利和的多寡,要看计息周期而定,以一年来说,可以一年只计息一次,也可以每半年计息一次,或者一季一次,一月一次,甚至一天一次;当然计息周期愈短,本利和就会愈高。
有人因此而好奇,如果计息周期无限制地缩短,比如说每分钟计息一次,甚至每秒,或者每一瞬间(理论上来说),会发生什么状况?本利和会无限制地加大吗?答案是不会,它的值会稳定下来,趋近於一极限值,而e这个数就现身在该极限值当中(当然那时候还没给这个数取名字叫e)。所以用现在的数学语言来说,e可以定义成一个极限值,但是在那时候,根本还没有极限的观念,因此e的值应该是观察出来的,而不是用严谨的证明得到的。
自然对数是以常数e为底数的对数,记作lnN(N0)。在物理学,生物学等自然科学中有重要的意义,一般表示方法为lnx。数学中也常见以logx表示自然对数。
历史
在1614年开始有对数概念,约翰·纳皮尔以及Jost Bürgi(英语:Jost Bürgi)在6年后,分别发表了独立编制的对数表,当时通过对接近1的底数的大量乘幂运算,来找到指定范围和精度的对数和所对应的真数,当时还没出现有理数幂的概念。
1742年William Jones(英语:William Jones (mathematician))才发表了幂指数概念。按后来人的观点,Jost Bürgi的底数1.0001相当接近自然对数的底数e,而约翰·纳皮尔的底数0.99999999相当接近1/e。
实际上不需要做开高次方这种艰难运算,约翰·纳皮尔用了20年时间进行相当于数百万次乘法的计算,Henry Briggs(英语:Henry Briggs (mathematician))建议纳皮尔改用10为底数未果,他用自己的方法于1624年部份完成了常用对数表的编制。
1649年,Alphonse Antonio de Sarasa(英语:Alphonse Antonio de Sarasa)将双曲线下的面积解释为对数。大约1665年,伊萨克·牛顿推广了二项式定理,他将
展开并逐项积分,得到了自然对数的无穷级数。“自然对数”最早描述见于尼古拉斯·麦卡托在1668年出版的著作《Logarithmotechnia》中,他也独立发现了同样的级数,即自然对数的麦卡托级数。大约1730年,欧拉定义互为逆函数的指数函数和自然对数.
e在科学技术中用得非常多,一般不使用以10为底数的对数。以e为底数,许多式子都能得到简化,用它是最“自然”的,所以叫“自然对数”。
我们可以从自然对数最早是怎么来的来说明其有多“自然”。以前人们做乘法就用乘法,很麻烦,发明了对数这个工具后,乘法可以化成加法,即:
当然后来数学家对这个数做了无数研究,发现其各种神奇之处,在对数表中出现并非偶然,而是相当自然或必然的。因此就叫它自然对数底了。
扩展资料
以e为底的对数函数y=lnx的函数值表称为自然对数表。自然对数表一般由两部分组成,其一是[1,10)的自然对数表,其二是10的各次整数乘幂的自然对数值。对于一个正数x,可以将它表示成十进数的标谁形式:x=q×10n,其中q∈[1, 10),然后分别查表,求出lnq和ln10n,把这两部分相加即得lnx的值。
【例1】求ln4.5,In 10, ln1.8。
解:从表可以直接查得
ln4.5=1.5041,
ln10=2.3026,
ln1.8=0.5878.
【例2】求ln 450和ln 0.045。
解:∵450=4.5x 102,
0.045=4.5x 10-2,
∴ ln450= ln4.5+ ln 102,
=1.5041 + 4.6052 = 6.1093
ln 0.045= ln4.5+ ln10-2
= ln4.5-In102=1.5041-4.6052=﹣3.1011.
说明:自然对数表与常用对数表是类似的,然而它们具有重要差别。自然对数表既提供首数又提供尾数。
这类表的范围一般局限于1.0~9.99之间。表中未给出的自然对数的值,我们可以借助10的幂的自然对数值与此表之值相加或相减来求得。
参考资料来源:百度百科-自然对数
参考资料来源:百度百科-自然对数表
自然对数e的来历
e是自然对数的底数,是一个无限不循环小数,其值是2.71828,是这样定义的:当n-∞时,(1+1/n)^n的极限。
由于一般计算器只能显示10位左右的数字,所以再多就看不出来了,e在科学技术中用得非常多,一般不使用以10为底数的对数。
log以e为底的对数可写成lnx,也就是等于lnx。
常数e的含义是单位时间内,持续的翻倍增长所能达到的极限值。自然对数的底e是由一个重要极限给出的,e是一个无限不循环小数,其值约等于2.718281828459,它是一个超越数,圆周率π生活中很容易被找到或被发现,一个圆的周长与其直径的比等于圆周率π。
e是自然对数的底,也叫欧拉常数,也叫纳皮尔常数。最初纳皮尔发现对数的时候,用的其实是以1/e为底的对数。首先把e看作是个常数的是雅各布·伯努利,他尝试计算n-∞时(1+1/n)^n的极限。首先采用e这个符号的是欧拉。以下是e的一些奇特之处:e有这样神奇的连分数表示:e还可以写成这种形式:曲线y=1/x、直线x=1、x=e和x轴围成的曲边梯形的面积是1。
以e为底的运算法则有:(1)lne=1、(2)lne^x=x、(3)lne^e=e、(4)e^(lnx)=x、(5)de^x/dx=e^x等。
运算法则
(1)lne=1
(2)lne^x=x
(3)lne^e=e
(4)e^(lnx)=x
(5)de^x/dx=e^x
(6)dlnx/dx=1/x
(7)∫e^xdx=e^x+c
(8)∫xe^xdx=xe^x-e^x+c
(9)e^x=1+x+x^2/2!+x^3/3!+x^4/4!+....
(10)d(e^xsinx)/dx=e^xsinx+e^xcosx=e^x(sinx+cosx)
对数公式
对数公式是数学中的一种常见公式,如果a^x=N(a0,且a≠1),则x叫做以a为底N的对数,记做x=log(a)(N),其中a要写于log右下。其中a叫做对数的底,N叫做真数。通常我们将以10为底的对数叫做常用对数,以e为底的对数称为自然对数。
推导公式
log(1/a)(1/b)=log(a^-1)(b^-1)=-1logab/-1=loga(b)
loga(b)*logb(a)=1
loge(x)=ln(x)
lg(x)=log10(x)
求导数
(xlogax)'=logax+1/lna
其中,logax中的a为底数,x为真数;
(logax)'=1/xlna
特殊的即a=e时有
(logex)'=(lnx)'=1/x