證明e^x微分還是一樣

ex求導數為

lim[dx->0][e(x+dx)-ex]/dx

=lim[dx->0](exedx-ex)/dx

=lim[dx->0][ex(edx-1)]/dx

這時

讓t=edx-1代入

以及求出dx

edx=t+1

所以

dx=ln(t+1)

dx->0代表t->0,因為e的0次方是1代表t+1要等於1,意即t必須要趨近於0

所以整個式子代入t和dx

變成

lim[t->0]ex[t/ln(t+1)]

=lim[t->0]ex[1/ln(t+1)*(1/t)]

利用a(lnb)=lnba性質

=lim[t->0]ex[1/ln(t+1)(1/t)]

因為e=lim[t->0](t+1)(1/t) (註:亦等於lim[t->無限大][(1/t)+1]t

所以

=lim[t->0]ex[1/lne]

=lim[t->0]ex[1/1]

=lim[t->0]ex

=ex

我這邊好奇的是,在求這樣的極值時,可以完全忽略左邊的ex嗎?

老實說我完全無解= ="""畢竟數學底子普普

這個證明是參考這的

http://wenwen.soso.com/z/q146125880.htm

根據http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%9E%81%E9%99%90_%28%E6%95%B0%E5%AD%A6%29

下面規則裡的第三項

以下規則只有當等號右邊的極限存在並且不為無窮時才成立

  • \lim_{n \to c} ( f(n) + g(n) ) = \lim_{n \to c} f(n) + \lim_{n \to c} g(n)
  • \lim_{n \to c} ( f(n) - g(n) ) = \lim_{n \to c} f(n) - \lim_{n \to c} g(n)
  • \lim_{n \to c} ( f(n) \sdot g(n) ) = \lim_{n \to c} f(n) \sdot \lim_{n \to c} g(n)
  • \lim_{n \to c} \frac{f(n)}{g(n)} = \frac{\lim_{n \to c} f(n)}{\lim_{n \to c} g(n)},如果分母的極限不為0。

 

只要右式並非無窮就可解釋我剛的疑問了

因為e是常數,e的x次方是函式,並非無窮大因此以下應該可成立

lim[t->0]ex[1/ln(t+1)*(1/t)]

=lim[t->0]ex*lim[t->0][1/ln(t+1)(1/t)]

為何?

就把ex想成常數被提出一樣吧

在這邊看到

http://math.ntnu.edu.tw/~horng/letter/vol6no5e.htm

ex = 1 + x + x2/2! + x3/3! + x4/4! + x5/5! + …

也因為ex微分後還是ex

所以將右式微分後是成立的

就是

右式

=0+1+2x/2+3x2/3!+....

=1+1+x2/2!+.......

其實我更好奇想出這式子是怎麼想的

我還是認為數學所有的定義都是經過證明和合理思考的....我個人目前是以微分方式來認可

但我覺得很不夠確切就是.........

雖然很直覺

因為數學有些地方的證明是要靠約略猜測的

例如以前在離散數學算的同質

就是這篇文章提到的

http://sls.weco.net/blog/shortlin/09-nov-2006/8278

”與其讓tn等於一個X的未知數,不如讓tn等於一個未知數的n次方,因為這也是未知數”

推翻以往我們都以X當未知數為假設,用Xn來當未知數(n為常數,不是未知數)

所以我是認為

ex = 1 + x + x2/2! + x3/3! + x4/4! + x5/5! + …

的證明應該就得用ex微分後還是ex

來證明了

就像是

f'(x)=g'(x)

因此

f(x)=g(x)

的感覺

順便提一下上面連結提到的,下面這篇文章的證明(eix=cosx+isinx)

http://sls.weco.net/blog/shortlin/18-mar-2008/8982

直接套用

ex = 1 + x + x2/2! + x3/3! + x4/4! + x5/5! + …

便可得知

    eix = 1 + ix + (ix)2/2! + (ix)3/3! + (ix)4/4! + (ix)5/5! + …
   = 1 + ix - x2/2! - ix3/3! + x4/4! + ix5/5! + …
   = ( 1 - x2/2! + x4/4! + … ) + i( x - x3/3! + x5/5! + … )

將實部與虛部分開

再等於上面文章的證明

eix=cosx+isinx

就知道

cosx=( 1 - x2/2! + x4/4! + … )

sinx=( x - x3/3! + x5/5! + … )

這是將三角函式給一般函式化(自稱XD....因為我覺得一般的涵式就是由未知數組成的感覺)了

這種感覺真棒

代一下玩看看

cosπ=cos(3.14)=1-4.9298+4.0504-1.3312+0.23437+0.025676

大約只取這幾項=-1.24493

嗯...有0.2的落差呢.......不是接近-1.......我記得以前我在看工數時也這樣算過的樣.......難道只代3.14真的是不夠好= =?

直接丟到java寫

public class test1
{

  public static void main(String args[])
  {
 
  double sum=3.1415926359;

  System.out.println(cos(sum,9));

  }//end main

  public static int stair(int number)
  {
    if(number<=1)
    return 1;
    else
    return number*stair(number-1);
  }

  public static double E(double number,int time)
  {
    double result;
    result=number;
    for(int i=0;i<time-1;i++)
    result*=number;

    if(time==0)
    result=1;

    return result;
  }

  public static double cos(double number,int max)
  {
    double result;
    result=0.0;
    for(int i=0;i<max;i++)
    result+=E(number,i*2)/stair(i*2)*E(-1,i);

    return result;
  }
}//end class test

因為乘階會太大,所以只跑九項

答案是-0.96211008954951

嗯,接近-1

那應該沒問題了

再跑一個好了

cos(sum/3,9)

也就是cos60度

嗯,跑出來是

0.5000000046807013

很好

那應該沒問題了

冏.......我在幹什麼

花了半個早上在解這東西.......

只能說數學和程式真的退步很多,寫那啥鳥程式啊...可以用的數學涵式都忘光光且懶得找...自己寫當然又慢(抖)