Python数学小实验(1)——自然对数e的理解
Python数学小实验(1)——自然对数e的理解
先来输出一下自然对数e:
>>>from math import e
>>>print (e)
2.718281828459045
一个神奇的数字
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as pltx = np.logspace(0,4,num=100,dtype=float)
y = (1+1/x)**x
plt.plot(x,y)
plt.show()
复利极限的理解
>>>k_1=1*(1+1) #假设我有1块,年利率是100%,一年定期后,我有
>>>k_2=1*(1+1/2)**2 #存两个半年
>>>k_365=1*(1+1/365)**365 #存365天
>>>print(k_1)
2
>>print(k_2)
2.25
>>print(k_365)
2.7145674820219727
理解e是复利增长的极限,有1块钱,复利100%,不管分成多少次,本利和都不会超过e≈2.718
从泰勒展开式来看
泰勒展开式:f(x)=f(x0)+f′(x0)(x−x0)+12f′′(x0)(x−x0)2+...+f(n)(x−x0)nn!+Rn(x)f(x)=f(x_0)+f'(x_0)(x-x_0)+\frac{1}{2}f''(x_0)(x-x_0)^2+...+\frac{f^{(n)}(x-x_0)^n}{n!}+R_n(x)f(x)=f(x0)+f′(x0)(x−x0)+21f′′(x0)(x−x0)2+...+n!f(n)(x−x0)n+Rn(x)
其中n阶泰勒余项Rn(x)=f(n+1)(ξ)(n+1)!(x−x0)n+1R_n(x)=\frac{f^{(n+1)}(\xi)}{(n+1)!}(x-x_0)^{n+1}Rn(x)=(n+1)!f(n+1)(ξ)(x−x0)n+1
令f(x)=ex,x=1,x0=0f(x)=e^x,x=1,x_0=0f(x)=ex,x=1,x0=0可得:
e=1+11!+12!+...+1n!+R(n)e=1+\frac{1}{1!}+\frac{1}{2!}+...+\frac{1}{n!}+R(n)e=1+1!1+2!1+...+n!1+R(n)
def factorial(n):result = 1for i in range(1,n+1):result *= ireturn 1/resultee=1
for i in range(1,10):ee += factorial(i)
print(ee)
计算到第10项,可得e=2.7182815255731922,已经非常吻合。
可进一步了解:
https://en.wikipedia.org/wiki/E_(mathematical_constant)
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