プリンピキア

第6章指数関数と対数関数Exponential and Logarithmic Functions

6.1 指数関数

Evaluating Functions with Base e底が e の関数の値を求める

As we saw earlier, the amount earned on an account increases as the compounding frequency increases. Table 5 shows that the increase from annual to semi-annual compounding is larger than the increase from monthly to daily compounding. This might lead us to ask whether this pattern will continue.

先ほど見たとおり、口座で得られる金額は複利の回数が増えるにつれて増える。表5から、年1回から年2回への増え方が、毎月から毎日への増え方より大きいと分かる。ここから、この傾向がこのまま続くのかを問いたくなるだろう。

Examine the value of $1 invested at 100% interest for 1 year, compounded at various frequencies, listed in Table 5.

表5に挙げた、1ドルを100%の利子で1年間、さまざまな回数の複利で投資したときの値を調べよ。

Frequency回数A(n)=( 1+1 n ) nValue
Annually年1回( 1+1 1 ) 1$2
Semiannually年2回( 1+1 2 ) 2$2.25
Quarterly四半期ごと( 1+1 4 ) 4$2.441406
Monthly毎月( 1+1 12 ) 12$2.613035
Daily毎日( 1+1 365 ) 365$2.714567
Hourly毎時( 1+1 8760 ) 8760$2.718127
Once per minute毎分( 1+1 525600 ) 525600$2.718279
Once per second毎秒( 1+131536000 ) 31536000$2.718282
Table 5

These values appear to be approaching a limit as n increases without bound. In fact, as n gets larger and larger, the expression ( 1+1 n ) n approaches a number used so frequently in mathematics that it has its own name: the letter e. This value is an irrational number, which means that its decimal expansion goes on forever without repeating. Its approximation to six decimal places is shown below.

n が限りなく大きくなるにつれて、これらの値はある極限に近づいていくように見える。実際、n がどんどん大きくなると、式 ( 1+1 n ) n はある数に近づく。この数は数学であまりに頻繁に使われるので、それ自身の名前を持っている。文字 e である。この値は無理数であり、小数の展開が繰り返さずに永遠に続くということである。小数第六位までの近似を下に示す。

The Number 自然対数の底

The Number ee

The letter e represents the irrational number

文字 e は次の無理数を表す。

( 1+1 n ) n ,asnincreases without bound

The letter e is used as a base for many real-world exponential models. To work with base e, we use the approximation, e2.718282. The constant was named by the Swiss mathematician Leonhard Euler (1707–1783) who first investigated and discovered many of its properties.

文字 e は、現実の多くの指数のモデルで底として使われる。底 e を扱うには近似 e2.718282. を使う。この定数は、その性質の多くを初めて調べて見つけたスイスの数学者レオンハルト・オイラー(1707–1783)によって名づけられた。

Example 10例10

Using a Calculator to Find Powers of e電卓を使って e の累乗を求める

Calculate e 3.14 . Round to five decimal places.

e 3.14 を計算せよ。小数第五位まで丸めよ。

Solution 解答

On a calculator, press the button labeled [ e x ]. The window shows [ e^( ]. Type 3.14 and then close parenthesis, [ ) ]. Press [ENTER]. Rounding to 5 decimal places, e 3.14 23.10387. Caution: Many scientific calculators have an “Exp” button, which is used to enter numbers in scientific notation. It is not used to find powers of e.

電卓で [ e x ] と書かれたボタンを押す。画面に [ e^( ] が表示される。3.14 と打ち、閉じ括弧 [ ) ] を打つ。[ENTER] を押す。小数第 5 位まで丸めると e 3.14 23.10387. である。注意: 多くの関数電卓には「Exp」ボタンがあるが、これは科学的記数法で数を入れるためのもので、e の累乗を求めるのに使うものではない。

Try It #10やってみよう10

Use a calculator to find e 0.5 . Round to five decimal places.

電卓を使って e 0.5 を求めよ。小数第五位まで丸めよ。