exp什么意思数学 exp()函数


1.4 它的导数与神秘数 e 的探究

是否存在某个函数,其导数与自身一致呢?明显地,常函数并不符合这个特性。幂函数也并非我们寻找的答案,因为它们的导数在经过求导后幂指数会减一。通过将无穷多个幂函数进行累加,我们便能发现这样的函数。

【实践】试着去思考如何构造这样的函数,其方法与无穷等比数列的求和颇为相似。例如,我们考虑下面这个函数(这里提到的 exp 是指指数函数,类似于 sin 函数的角色):

面对求和符号,无需感到畏惧!重复两遍:无需感到畏惧!因为即便这是无穷多个幂函数的累加,其结果并非无穷大,而是一个确定的数值。简单判断逻辑如下:每一项的分子与分母之比,当 n 值极大时,每一项都会趋近于 0,累加后的结果确实是一个具体的数值。

(当我说“n很大”时,指的是在面对“很大”或“很小”这样的描述时,我们需要明确哪个量级更大或更小。)

如果我们逐项写出这个函数的表达形式并进行求导,会发现其导数确实与原函数一致。

但有一点值得注意:若原函数具备某种特性,其导数也会相应地具备。若存在一个函数满足“导数等于自身”的条件,那么该函数的任何变换形式也满足此条件。上述的 exp x 函数之所以被广泛使用,是因为当 x=0 时,其值为 1。事实上,能够满足“导数等于自身”且符合其他特定条件的函数,仅此一个。

在数学中,exp 1 这个数值经常出现,我们称之为 e。这便是高中课本中提及的 e 数值。有兴趣的读者可以利用二项式的某些性质来证明 exp·exp = exp(+)。还可以证明对于任何实数 ,都有相应的规律。