学习《机械学习》时,发现基础薄弱的自己,对自然对数e不甚了解,所以,做了一些资料搜索与汇总。
自然对数e的由来
最开始起源于复利。如果你现在有100元,存在银行,一年以后,返回给你200元,也就是利润翻了一倍。可以记为:
如果银行现在的政策是,随时存,随时取,而且利息为,存放时间除以一年。以半年为间隔,得到的存款就是:
如果是以一个月为间隔,存放
如果把周期变得无限大,你的钱会变得无限多吗?不会!最后就是
其中n 无穷大,可以表示为:
经过计算会发现这个式子得到的结果,不会是无穷大,而是不断逼近自然对数e。
这就是对数的由来。
自然现象中的e
一些元素是放射性元素,它们会衰变,衰变之后就变成了另一种元素,同时还会释放一些射线,这些射线对人体有害。
一旦有很多个放射性原子,我们就能统计出衰变概率,从而预测:经过多长时间以后,还有多少个铀原子没有衰变。
比如:
如果某种原子在单位时间内的衰变概率是10%,那么:
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每10000个这种原子,大概会有1000个原子在单位时间内衰变,剩下9000个这种原子。
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每9000个这种原子,大概会有900个原子在单位时间内衰变,剩下8100个这种原子。
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每8100个这种原子,大概会有810个原子在单位时间内衰变,剩下7290个这种原子。
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……
看上去好像衰变越来越慢,其实衰变概率不变。只是由于体量越来越小,导致单位时间内衰变的原子越来越少。
这个过程和“复利”很像,只不过是“复亏”[1]。
自然界,种群的生长也与e有关。
e的理解
简单点来说,对于一个单位状态量的变化率是固定值(100%)的系统,e代表了在一个单位时间内,连续的翻倍增长所能达到的极限值。
更深刻一点的说:e描述了连续体变化或物体连续变化的一种状态(单位状态量变化率是固定值),而自然界中大部分事物变化发展是接近这种状态的,这也就是为什么很多状态曲线呈现指数样式的原因所在。简单一句话:e代表了连续[2]。
e的定义表明了增长的极限[3]。
《深度科普:自然常数e,到底和“自然”有什么联系?》作者:认知皆模型[1]
《自然常数“e”,工程中的自然数“1”》 作者:J Pan 航空工程师[2]
《自然常数e为什么这么重要?》作者:超级数学建模 [3]
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