023小说网 > 游戏竞技 > 三次方根:从一至八百万 > 第38章 lg(以10为底)与ln(以e为底)的相关人员

第38章 lg(以10为底)与ln(以e为底)的相关人员(1 / 1)

数学发展史中的关键人物与思想传承在数学的发展长河中,对数的发明是人类智慧的一座丰碑。其中,以10为底的常用对数(记作lg)和以自然常数e为底的自然对数(记作ln)不仅是数学分析、物理科学、工程计算等领域的核心工具,更承载着多位杰出数学家的思想结晶与历史传承。本文将系统梳理与lg和ln密切相关的数学家及其贡献,揭示这两个重要数学概念背后的人物群像与思想演进。

二、常用对数(lg)的奠基人:亨利·布里格斯(henry briggs)亨利·布里格斯(1561–1630)是英国牛津大学的几何学教授,也是纳皮尔思想的继承者与实践者。他认识到纳皮尔对数在实际计算中的局限性,尤其是底数不直观、计算不便等问题。因此,他提出采用以10为底的对数系统,即我们现在熟知的“常用对数”(lg)。布里格斯与纳皮尔会面后,两人共同探讨了对数的改进方案。纳皮尔去世后,布里格斯独立完成了以10为底的对数表的编制。他在1624年出版的《对数算术》(arithtica logarithica)中,给出了从1到20,000以及90,000到100,000的常用对数表,精确到14位小数。这一成果迅速被天文学家、航海家和工程师采纳,成为科学计算的重要工具。布里格斯的贡献不仅在于编制了实用的对数表,更在于他确立了“以10为底”的标准,使对数真正走入日常科学计算。lg的广泛应用,推动了17世纪科学革命的进程,也为后来的计算器和计算机发展埋下伏笔。

三、自然对数(ln)与自然常数e的渊源:雅各布·伯努利(jab bernoulli)自然对数ln的底数e(约等于2)并非人为规定,而是从数学内在规律中自然涌现的常数。在研究复利问题时首次触及e的本质。出:若本金为1元,年利率为100,若利息连续复利计算,即每瞬时都计息,那么一年后的本息和是多少?他发现,当复利周期无限缩短时,本息和趋近于一个极限值:

虽然伯努利未能完全确定该常数的性质,但他首次揭示了e的极限定义,为自然对数的诞生提供了关键线索。

四、欧拉与自然对数的系统化:莱昂哈德·欧拉(leonhard euler)如果说纳皮尔是“对数之父”,布里格斯是“常用对数之父”士数学巨匠莱昂哈德·欧拉(1707–1783)则是“自然对数与e的系统化者”。欧拉在18世纪中叶将e确立为自然对数的底数,并首次使用符号“e”表示该常数(可能取自“exponential”一词的首字母)。欧拉在《无穷小分析引论》(troductio analys fitoru, 1748)中,系统地研究了指数函数与对数函数的关系。他定义了自然对数ln x为以e为底的对数函数,并推导出其幂级数展开:

这一公式将指数函数、三角函数与复数统一起来,深刻揭示了ln与e在数学结构中的核心地位。欧拉还证明了e是无理数,并计算出其近似值到多位小数。他将ln和e纳入微积分体系,使其成为分析学的基本工具。可以说,现代数学中ln的理论框架,正是由欧拉奠定的。

五、对数函数的分析拓展:皮埃尔-西蒙·拉普拉斯与约瑟夫·傅里叶进入18世纪末至19世纪,对数函数在物理与工程中的应用日益广泛。在天体力学研究中大量使用对数进行近似计算,他发展了“拉普拉斯变换”,其中自然对数与指数函数是核心组成部分。在热传导理论中引入傅里叶级数与傅里叶变换,其推导过程中频繁使用ln与e,进一步巩固了自然对数在数学物理方程中的地位。

六、现代计算中的lg与ln:计算科学的推动者20世纪以来,随着计算机科学的发展,lg与ln在算法分析、信息论、概率统计等领域发挥着关键作用。在算法复杂度分析中,时间因此在渐进分析中等价。

章节报错(免登录)
最新小说: 深情诱哄,契约夫人她转正了 人在大洪水,开局获得每日结算 不要抬头 九龙抬棺张九阳林婉 随母改嫁:团宠福宝三岁半 开局星际奴隶,签到成银河监管人 末日列车:从奴隶机修到轨道暴君 全民微缩,从1.75厘米开始 抬棺匠张九阳林婉 重生末世:开局召唤阿尔法小队