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现在,我们假设6%的利率是按半年复利的形式计算的,也就是说每6个月可得到3%的利息。那么,到第一年年底,你的存款为10 000× (1.03)2= 10 609美元,比年复利时的10 600美元多一点儿。如果是季度复利,那么每年可以结算4次利息,利率为1.5%,一年后的账户金额为10 000 ×(1.015)4= 10 613.63美元。一般而言,如果每年结算利息n次,那么一年后的金额是:
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10 000美元×(1+)n美元
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当n取非常大的值时,就叫作连续复利。如下表所示,根据指数公式,一年后的金额就会变成:
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10 000(1+)n=10 000e0.06= 10 618.36美元
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一般而言,如果你最初的本金是P美元,利率为r,以连续复利的方式结算利息,那么t年后,你的存款金额A就可以用下面这个美丽的公式计算出来:
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A=Pert
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从下图可以看出,函数y= ex增长得非常快。同时,我还给出了e2x和e0.06x的图像。我们说,这些函数呈“指数增长”。函数y= e–x的图像趋近0的速度非常快,呈“指数衰减”。
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一些指数函数
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5x的图像有什么特点呢?由于e < 5 < e2,因此5x的图像肯定位于ex和e2x的图像之间。事实的确如此,因为e1.609…= 5,因此5x≈ e1.609x。一般情况下,只要我们找到指数k,使a= ek,函数ax就可以表示成指数函数ekx的形式。我们如何才能找到k呢?答案是利用“对数”(logarithms)。
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就像平方根是平方的反函数(这两个函数相互抵消),对数是指数函数的反函数。最常见的对数是以10为底的对数,记作logx。我们说,如果10y=x,那么y= logx,或者10logx=x。
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例如,由于102= 100,因此log 100 = 2。下面是常用对数表。
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对数的用途很多,其中之一是可以将大数转化成我们容易理解的小数。例如,里氏震级利用对数将地震的大小分为1~10级。对数还可以用来测量声音的强度(分贝)、化学溶液的酸碱度(pH值),以及通过谷歌的PageRank算法来评估网页的受欢迎程度。
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Log 512是多少呢?利用科学计算器就可以算出log 512 = 2.709…(大多数的搜索引擎也可以胜任这项工作)。这个得数很容易理解,因为512位于102和103之间,它的对数肯定在2和3之间。对数的目的就是将乘法问题转化为简单的加法问题,它依据的是下面这条定理。
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定理:对于任意正数x和y,都有:
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logxy= logx+ logy
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换句话说,积的对数就是对数的和。
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证明:利用指数法则,很容易就能证明这条定理。因为:
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10logx+ logy= 10logx10logy=xy= 10logxy
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所以,10的logx+ logy次幂等于xy。证明完毕。 □
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