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关于数学常数 e 的探讨

    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 

e是重要的数学常数,它是一个无理数,其值有特殊极限:
自然对数所定义。

在科学计算中使用以e为底的对数,称为自然对数,记为lnN。为什么要舍弃中学以10为底的常用对数lgN ,而要用一个稀奇古怪的无理数e作为对数的底呢?

        

第一次提到常数e,是约翰纳皮尔于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.奥特雷德制作的。

第一次把e看为常数的是雅各比;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》。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

这是第一个获证为超越数,而非故意构造的(比较刘维尔数);由夏尔埃尔米特(Charles Hermite)于1873年证明。(见林德曼—魏尔施特拉斯定理)。