Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 20. 01. 2024 19:08

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Eulerovo číslo

Zdravím. Zajímala by mě jedna věc.
Jak udělat spodní a horní odhad eulerova čísla? Resp. dle toho, co jsem zjistil Bernouliho spodní odhad byl 2 a horní 3 přes složené úročení. Euler našel vyjádření v podobě řady, které odhady tohoto čísla zpřesnily. Mě ale zaráží dvě věci.
1) Proč Bernouliho spodní odhad byl tak daleko od skutečné hodnoty tohoto čísla? Vždyť ze samotné rovnice složeného úročení už pro n=12 (což není takový hard spočítat i bez kalkulačky) bychom dostali spodní hranici ALESPOŇ 2.5, proč tedy tu spodní hranici měl tak nízko? Třeba jsem našel jen špatný zdroj, který se nezabýval takovými detaily a ve skutečnosti jeho spodní odhad byl daleko přesnější.
2) Z čeho bylo určeno, že horní hranice je číslo 3? Natož po zpřesnění těchto odhadů, že se toto číslo blíží k číslu 2.72...? Předpokládám, že by mi někdo rád napsal, že když začnu vyčíslovat rovnici složeného úročení, nebo onu eulerovu řadu pro stále větší [mathjax]n[/mathjax], tak že můžeme vidět, že se to k tomuto číslo blíží, kór, když přidáváme stále menší číslo... Ale s tímto argumentem bych fakt nebyl spokojen, protože už například u harmonické řady sčítám čím dál menší čísla, ale přesto diverguje.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Chobot)

#2 20. 01. 2024 19:32

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1150
Reputace:   19 
Web
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Chobot:
Platí: lim(n->nek) (1+(1/n))^n = e
Každý člen posloupnosti je menší než 3, je to rostoucí posloupnost
pro n=2 máme 2,25 <e <3
Posloupnost (1+(1/n))^n konverguje k e pomalu, lépe to spočteme řadou Suma (k=0 až nek) 1/k!
Stačí sečíst prvních 10 členů a máme to s dost velkou přesností.

Offline

 

#3 20. 01. 2024 19:42

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Richard Tuček: Díky za odpověď. Ovšem nevím, zda-li jsme se přesně pochopili. Z toho co jsem psal, bylo možné poznat, že s oběma přístupy jsem obeznámen. Na první otázku jste mi však neodpověděl vůbec. A na druhou jen z časti.
A k tomu co jste psal mám jeden dotaz. Odkud víme, že každý člen oné první posloupnosti je menší než 3?

Offline

 

#4 20. 01. 2024 20:12

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Re: Eulerovo číslo

Ještě teda doplním:
1) Stále bych rád znal odpověď na první otázku. Proč by jeho odhad byl tak nízký?
2) Odkud víme tu horní hranici? Já umím sečíst nějaký konečný počet členů a když je to velké číslo které bych na papíře jen tak nezvládl, tak to hodit do programu, ale odkud víme, že nám to v nekonečnu nepřeroste číslo 3? Nebo při lepším odhadu číslo 2,73?

Offline

 

#5 20. 01. 2024 20:43 — Editoval laszky (20. 01. 2024 20:46)

laszky
Příspěvky: 2376
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   197 
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Chobot:

Ahoj, pro odhad [mathjax] e<3 [/mathjax]  muzes zkusit napriklad vyuzit nerovnost

[mathjax] {\displaystyle  \frac{1}{n!} = \frac{1}{1}\cdot\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{3}\cdots\frac{1}{n} \leq \frac{2}{2}\cdot\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{2}\cdots\frac{1}{2} = \frac{2}{2^n}  } [/mathjax]

Offline

 

#6 20. 01. 2024 20:56

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1150
Reputace:   19 
Web
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Chobot:
Také platí toto: posloupnosti  (1+(1/n))^n;   (1+(1/n))^(n+1) mají stejnou limitu e
První je rostoucí, druhá je klesající. Máme odhad   2 < e < 4

Offline

 

#7 21. 01. 2024 08:32

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Richard Tuček: Děkuji. Toto je velmi jednoduché ohraničení. Dokážete najít nějaké přesnější? Nehledě na to, že jste mi opět neodpověděl. :-D

Offline

 

#8 21. 01. 2024 08:35

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Re: Eulerovo číslo

↑ laszky: Díky, to je samozřejmě účinné omezení, ale není náhodou součet té řady napravo číslo čtyři? V tom případě máme ohraničení [mathjax]e<4[/mathjax] a ne [mathjax]e<3[/mathjax]. Nebo se mýlím? A znáte nějaké další, resp. přesnější ohraničení?

Offline

 

#9 21. 01. 2024 09:19

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Chobot:
Ahoj,
jak máš definováno číslo e?
jak vypadá ten Bernoulliho odhad?


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#10 21. 01. 2024 10:01

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Re: Eulerovo číslo

↑ check_drummer: Tak buď je definováno jako limita vzorce pro složené úročení, nebo jako ta suma z 1/n!. Bernouliho odhad jsem nenašel, v tom co jsem našel bylo pouze řečeno, že Bernouli zjistil, že to číslo leží mezi dvojkou a trojkou, ale nic konkrétního k tomu řečeno nebylo.

Offline

 

#11 21. 01. 2024 13:19

laszky
Příspěvky: 2376
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   197 
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Chobot:

Ahoj, no nesmis odhadnout tu prvni jednicku dvojkou:

[mathjax] {\displaystyle \mathrm{e} \; = \; \sum_{n=0}^{\infty}\frac{1}{n!} \; = \; 1+\sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n!} \; \leq \;  1+\sum_{n=1}^{\infty}\frac{2}{2^n} \; = \; 1 +2 \; = \; 3} [/mathjax]

Offline

 

#12 21. 01. 2024 13:45

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Re: Eulerovo číslo

↑ laszky: Aha, to dává smysl. Díky. ;-) A znáte teda ještě nějakou lepší aproximaci horní meze?

Offline

 

#13 21. 01. 2024 14:28 — Editoval laszky (21. 01. 2024 14:52)

laszky
Příspěvky: 2376
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   197 
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Chobot:

No tak podobne lze odvodit odhad [mathjax] {\displaystyle  \frac{1}{n!} \; \leq \; \frac{9}{2\cdot3^n}  } [/mathjax], potom

[mathjax] {\displaystyle \mathrm{e} \; = \; \sum_{n=0}^{\infty}\frac{1}{n!} \; = \; 1+1+\sum_{n=2}^{\infty}\frac{1}{n!} \; \leq \;  1+1+\sum_{n=2}^{\infty}\frac{9}{2\cdot 3^n} \; = \; 2 +\frac{3}{4} \; = \; \frac{11}{4} \; = \; 2,75} [/mathjax]

EDIT: Pokud se nepletu, tak castecne soucty [mathjax] {\displaystyle \frac{(-1)^n}{n!} } [/mathjax] osciluji kolem [mathjax] {\displaystyle \frac{1}{\mathrm{e}} } [/mathjax]. Ziskas tak horni a dolni odhady pro cislo [mathjax] {\displaystyle \frac{1}{\mathrm{e}} } [/mathjax] a z nich lze ziskat horni a dolni odhady pro [mathjax] \mathrm{e} [/mathjax]. Moznosti je ale urcite vic.

Offline

 

#14 21. 01. 2024 15:19

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Re: Eulerovo číslo

↑ laszky: Super, díky za osvětu. :-)

Offline

 

#15 21. 01. 2024 22:13

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Eulerovo číslo

↑ Chobot:
Mně šlo o to jakou definici používáš ty, ale pokud obě, tak ok.
Jinak libovolně přesný horní odhad dostaneš z výrazu [mathjax](1+\frac{1}{n})^{n+1}[/mathjax] volbou dostatečně velkého n, což je klesající posloupnost, jejíž limita je číslo e. Ale je možné, že konverguje pomalu.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#16 22. 01. 2024 08:56

Chobot
Příspěvky: 68
Reputace:   
 

Re: Eulerovo číslo

↑ check_drummer: Díky za radu. Ze začátku mě nenapadlo jak k tomu vůbec přistoupit, tak pro příště budu vědět. :-)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson