问:为什么 e 很特别?(2.718…,而不是 2、3.7 或其他数字?)

一个常见问题是为什么 e(2.71828...)如此特殊。为什么不用 2、3.7 或其他数字作为增长底数?

首先,e 是被发现的,而非人为选择的。想想光速 c,它最初并非被规定为 299,792,458 米/秒——我们通过实验意识到,在 理想、通用 条件(真空)下,这是光能移动的最快速度1.

让我们审视增长,并提出问题:在理想、通用的条件下,某物可能增长的最快速度是多少?理想、通用的假设是:

  • 以单位速率(100%)增长
  • 在单位时间(一个时间段)内增长
  • 完美地、无延迟地增长(连续)

将这些假设转化为公式,我们得到:

如果我们实际使用公式(使用较大的n值以提高精度),得到e = 2.718281828459...

反对意见:但 $13.74^x$ 也能像 $e^x$ 一样模拟指数增长!

当然。但是,你为得到13.74做了哪些假设?它们可能不是“单位速率、单位时间、完美复利”。(你也可以选择k作为光速通过酷爱饮料的速度——但为什么呢?)

可以说,$2^n$也是通用的(“离散e”),因为你的复利为0(n是整数,如0, 1, 2, 3)。它不是完美连续的,而是完美非连续的(离散的),我们逐步获取增长。

因此,我认为$2^n$(在离散系统中)或$e^x$(在连续系统中)是“通用”的。

反对意见:但事物可以比 $e^x$(也就是 $2.71828^x$)增长得更快——那 $13.74^x$ 呢?

你和13.74有什么关系?是的,如果你使用超过100%的速率,你可以在指数竞赛中击败$e^x$。$13.74^x$实际上是$[e^{\ln(13.74)}]^x$。因为ln(13.74) ~ 2.6,你假设了260%的连续利率,超过了$e^x$使用的100%。(或者,你可以增长$e^x$使用的单位时间段的260%。)

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  1. 有趣的是,1983年通过重新定义米的长度,光速c被确定为299,792,458 m/s。类似地,你可以决定在你的以e为基数的数字系统中,e是一个干净的“10”。 

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