什么是除数(彻底理解世界上最美的方程式)
在我们开始探索欧拉恒等式之前,让我们回顾一段惊人的历史 。
爱情号码公元前500年左右,希腊人认为有些数字比其他数字更重要 。特别是,他们知道两个非同寻常的数字 。这两个数字是220和284 。
在解释为什么这些数字如此有趣之前,我们需要知道什么是真除数 。n的真除数是一个小于n的自然数,可以被n等分,比如6的真除数是1,2,3 。20和228很有趣,因为220的真除数之和是284,284的真除数之和是220 。这种关系叫亲和,数字叫亲和数 。
希腊人认为这是一种非常重要的关系,但他们找不到更多这样的数字 。这种状态持续了大约一千年,直到伊本·库拉在9世纪又发现了两对 。当时,数学中心已经从欧洲和埃及转移到阿拉伯世界,在那里迅速发展了近500年 。
伊本库拉的发现没有传到欧洲,那里只知道一对(220,228) 。直到1636年,费马才发现了一对 。他找到的数字是17296和18416 。
在此期间,两大数学巨头之间爆发了一场数学内战 。也就是皮埃尔.德.费马和勒内.笛卡尔 。费马发现了一对友好的数字,所以笛卡尔不得不另找一个 。1638年,他发现这两个数字分别是9,363,584和9,437,056 。那时没有计算器 。
费和笛卡尔发现的两对,与发现的两对相同 。因此,自2000年以来,数学天才们只找到了三对亲和数 。
欧拉决定试一试,发现了58对亲和数字!这太疯狂了 。当然,欧拉并没有试图通过蛮力找到它 。欧拉找到了依靠除数和函数的特性以及一些天才意见的方法 。
你会问,有无限对亲和数吗?没人知道...这是另一个数学难题 。
最美的身份欧拉在许多方面都是数学家中的名人,但是有一种美比其他的美更闪耀 。它被称为数学中最美的方程式 。我会用几种不同的方式解释这个方程,让读者有直观的理解和数学上的理解 。
首先,让我们做一个声明 。
欧拉的身份(1748年):
那么为什么这段感情如此美好呢?
首先,正如威廉·邓纳姆所说:
如果要做加法,需要0;如果你想做乘法,你需要1;如果你想做微积分,你需要E;如果要做几何,就需要π;如果你想做复杂的分析,你需要我;这是数字的梦之队;它们都在这个等式中 。
在解释这个等式之前,让我们定义一下这些数字 。
0和1当然,0是一个数字,但它是一个非常特殊的数字 。它是负数和正数之间的极限 。它是唯一不能被除的数 。最重要的是,它是一个加法恒等式,也就是说,x+0 = x对所有x都是真的 。
这看似微不足道,但实际上是一个大问题,因为它是数学群论的重要组成部分 。群论是关于对称的数学,但它是另一篇文章 。同样,数字1当然是乘法恒等式 。
π的定义π在数学中无处不在 。从数论到概率论和三角学,但是为什么呢?
它与圆的对称性和周期性有关,这些现象发生在自然界和数学中的许多不同事件中 。从热辐射到电磁波的随机运动和振动,到统计分布的密度等 。
【彻底理解世界上最美丽的等式 什么是约数】π的定义当然是圆的周长除以直径,但不能写成整数的小数形式 。这就是我们所说的无理数 。
e的定义e呢 。这个数字有点难定义,但我们会尝试一下 。
首先,E是一个约为2.7182818的数,这是欧拉本人在1748年首次发现的 。她不理智 。欧拉发现了如何计算它:
这是欧拉在1748年写的 。如果你学过微积分,你可能记得微分算子有一个恒等式,也就是一个函数:
也就是说,它具有以下属性:
这非常重要,因为首先,它使我们能够求解微分方程 。因为几乎所有的物理定律和系统都可以用微分方程来描述,所以微分方程在物理、生物、数学等科学中非常重要 。
因此,你可以把数e描述为指数函数的基,即给定时刻的变化率等于它在该时刻的值 。
一的定义那么我的号码是多少?多年来,人们都不接受“我”这个数字,但话说回来,当负数第一次出现时,他们也不接受负数,所以我认为这是一个成熟的问题 。
在欧拉时代,人们对这个数字知之甚少 。现在,对I和使用它的函数的研究叫做复分析 。当然,欧拉从一开始就引领了这个奇怪的新领域 。
像数学中的许多其他东西一样,我可以有许多不同的定义 。有些更正式 。我们将坚持使用最简单的定义 。I是具有以下属性的数字:
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