别再用复利的方式引入 e 了
文章批判了传统通过复利方式引入 e 的方法。作者认为这种方式不够直观,且与指数增长的本质不符。文章指出,这种引入方式需要额外解释利率、复利周期和年化收益率。作者建议,可以从 e 的其他优秀性质入手,例如 expz 是导数等于自身的函数,以及 e 与三角函数的关系,来更好地理解 e。
别再用复利的方式引入 e 了
在典型的数学课堂上,e 通常是这样引入的:
- 想象一个年利率为 100% 的银行账户。这意味着你存入的任何东西一年后都会翻倍。
- 银行决定_每半年_复利一次,而不是每年一次。那么,每 6 个月,你的存款将增加 50%,让你最终获得 2.25 倍的本金。
- 现在,银行决定_每天_复利,这意味着你的存款将增加 100365% 365 次。一年后,你可以获得大约 2.714 倍的本金。
- 最后,银行_连续_复利,让你在一年后获得正好 e 倍的本金。
这在数学上是有道理的,在课堂上,e=limn→∞(1+1n)n。
但问题是:为什么复利是线性划分的,即使增长是指数的?如果一个银行账户的年利率为 100%,并且每半年复利一次,那么每 6 个月增长 2−1 而不是 50% 会更有意义。这将保持总的年度回报一致。
正因为如此,银行必须分别公布利率、复利周期和年化收益率 (Annual Percentage Yield)。
e 不需要这样引入。它有很多其他优秀的性质:
- expz 是唯一一个导数等于自身的函数(导数算子的不动点),且满足 exp0=1。
- eix=cosx+isinx,所以 eiπ=−1,并且 eiτ=1。
- 一般来说,ex 是以 iτ 为周期的周期函数,展示了 exp 和三角函数之间令人愉悦的联系。
所有这些主题(微积分、复分析和三角学)都不需要预先了解 e 的具体知识,那么为什么还要用复利的方式来引入它呢?
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