以極限計算自然底數e 考慮對數f(x) = ln x,其微分f (x) = 1/x,因此f (1) = 1 。我們想利用這個數值來計算自然底數e 。 從標準指數函數定義自然對數. ... <看更多>
自然對數e定義 在 Calculus - 指對數| WillyWangkaa 的推薦與評價
(e^x\) exp 緣起複利公式一年後的本利和= \((1+\frac{年利率}{期 ... 則一年後的利息為e=limn→∞(1+1n)n 元 ... 亦為「歐拉對自然對數的定義」 ... ... <看更多>
自然對數e定義 在 科宅導讀-知識娛樂× 問題× 夢囈與詩- #科分享一點點的力量 ... 的推薦與評價
是說為什麼「自然對數」很「自然」呢? ... 這裡用到歐拉常數e 的定義,ε→0 則[(1+ε)^(1/ε)] → e ... 以下log 是常用對數,ln 是自然對數。 ... <看更多>
自然對數e定義 在 Re: [問題] 關於自然對數e - 看板Physics 的推薦與評價
※ 引述《milkcake (光良的星星)》之銘言:
: 大家好
: 一直以來,不論教科書或paper都很直接的在計算式上引入自然對數e
: 有稍微查過,不過看到的解答只說因為e是自然界中很常看到的數字
: 我想請問的是 是哪邊常看到?
: 而且為啥是一個奇怪的數字2.72而不是5.3之類的其他數字
: 本來想po在數學板的 可是感覺物裡板會有比較物理的解釋
: 所以上來請教
: 謝謝!
在物理上,只要與 damping,衰變等有關的東西,都與 e 脫離不了關係
當某個物理量的變化率,正比於這個物理量本身,e 就會出現在裡頭
不過,我在這邊想舉的例子,比較不是物理上的
反而是與大家日常生活更相關的一件事:利率
敘述過程中,可以發現這樣的過程套在 damping 與衰變等也是一體適用
有一個很常見的問題,向銀行借款一萬,年利率 5%
若中間不還款,二十年後,須還銀行多少錢?
直接回答,若我們以單利計算,二十年後須還銀行兩萬 (利息等於本金)
(實務上沒什麼人使用單利計算)
若以實務上常用的複利來算,二十年後須還銀行 1.05^20 = 26533
如果我們改以月利率來計算整件事,那月利率該訂多少才等於年利率 5%?
一個速算的方式為,將 5% 除以 12 (0.41667%) 當作月利率 (實務上很多人這麼做)
以單利計算剛好等於年利率 5% (一年後本利和為 10500,二十年後本利和為 20000)
但以複利計算,一年後的本利和為 10512,相當於年利率 5.12%
比原本想要的 5%,多了 2.4% ((5.12 - 5) / 5 = 0.024)
雖然將年利率直接除以 12 作為月利率的估算會有點誤差
但若利率小時,誤差的百分比也會跟著縮小
比如年利率為 1%,除以 12
若以 0.08333% 當作月利率粗估值,則實際的年利率為 1.0046%
與 1% 僅增加 0.46%
回過頭來,若月利率為 0.41667% 計,二十年後該還款多少?
若以單利計算,二十年後與年利率 5% 還款金額一樣是 20000 (利息等於本金)
以複利計算,二十年後,本利和為 27126 (嗯,很好)
若把時間單位切得更碎,以日為計息單位,一年以 365 日計
若日息以 5%/365 = 0.0137% 計,二十年後該還款多少?
若以單利計算,二十年後與年利率 5% 還款金額一樣是 20000 (利息等於本金)
以複利計算,二十年後,本利和為 27181 (嘿,這個數字看起來有點玄機)
更誇張點,以秒計息,每秒利率 5%/365/86400 = 0.00000015855%
二十年後,複利本利和為 27182.818... 沒錯,這個值已經相當接近 10000 x e
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講得更直白一點,若時間單位切得夠碎
經過一個時間周期後,複利的本利和,會逼近於本金的 e 倍
這裡說的一個時間周期,我們定義為,若每期只還清利息不還本金
要耗多久時間,使得前後所還的利息總和等於本金
以上述為例,一個時間單位即為二十年
經過一個時間單位,複利本利和近似於本金的 e 倍
而經過兩個時間單位,複利本利和近似於本金的 e^2 倍
若只經過半個時間單位,複利本利和近似於本金的 e^0.5 倍
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套用到放射性原子衰變,也是類似的方式
若某粒子的衰變率為每秒 1ppm (每秒有百萬分之一的機率衰變)
那一周之後,會剩下原本的 e^-0.6048 = 54.62%
(0.6048 個時間單位,86400 * 7 / 1000000)
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這個特性,在數學上,就是 e = lim (1 + 1/n)^n
n->∞
所謂的計息時間切得愈碎,所對應的就是 1/n 趨近於零
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