ई (गणितीय स्थिरांक)

"यूलर का नंबर" redirects here. For अन्य उपयोग, see लियोनहार्ड यूलर नंबरों के नाम वाली चीजों की सूची.

"ई (संख्या)" redirects here. For अन्य उपयोग, see ई (बहुविकल्पी).

समीकरण का ग्राफ y = 1/x. यहां, e 1 से बड़ी अद्वितीय संख्या है जो छायांकित क्षेत्र को 1 के बराबर बनाती है।

संख्या ई, जिसे यूलर की संख्या के रूप में भी जाना जाता है, एक गणितीय स्थिरांक होता है जो लगभग 2.71828 के बराबर है जिसे कई तरह से चित्रित किया जा सकता है। यह प्राकृतिक लघुगणक के लघुगणक का आधार होता है। यह (1 + 1/n)ⁿ क्रम की सीमा है क्योंकी n कों बहुलता तक पहुंचता है, एक व्यंजक (गणित) जो चक्रवृद्धि ब्याज के अध्ययन में उत्पन्न होती है। इसकी गणना बहुलता श्रृंखला (गणित) के योग के रूप में भी की जा सकती है

$$e=\sum \limits _{n=0}^{\infty }{\frac {1}{n!}}=1+{\frac {1}{1}}+{\frac {1}{1\cdot 2}}+{\frac {1}{1\cdot 2\cdot 3}}+\cdots .$$

यह अद्वितीय धनात्मक संख्या भी है a जैसे कि फलन y = a^x के ग्राफ में x = 0 पर 1 की गिरावट होती है।

(प्राकृतिक) चरघातांकी फलन f(x) = e^x अद्वितीय फलन f होता हैजो अपने व्युत्पन्न के बराबर है और समीकरण f(0) = 1 को संतुष्ट करता है; इसलिए कोई भी e को f(1) के रूप में परिभाषित कर सकता है। प्राकृतिक लघुगणक, या आधार e का लघुगणक, प्राकृतिक चरघातांकी फलन का व्युत्क्रम फलन है। किसी संख्या k > 1 के प्राकृतिक लघुगणक को सीधे वक्र y = 1/x के अंतर्गत x = 1 और x = k के बीच के क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, इस स्थिति में e k का मान है जिसके लिए यह क्षेत्रफल 1 के बराबर है (चित्र देखें)।विभिन्न अन्य लक्षण हैं।

संख्या e को कभी-कभी यूलर की संख्या कहा जाता है (यूलर के स्थिरांक के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए $\gamma$)—स्विस गणितज्ञ लियोनहार्ड यूलर के बाद—या नेपियर स्थिरांक— जॉन नेपियर के बाद।Template:Citऔर wऔरb स्थिरांक की खोज स्विस गणितज्ञ जैकब बर्नौली ने चक्रवृद्धि ब्याज का अध्ययन करते समय की थी।

संख्या e का गणित में बहुत महत्व है, साथ में 0, 1, π, और i के साथ। सभी पाँचों यूलर की पहचान के एक सूत्रीकरण में दिखाई देते हैं $e^{i\pi }+1=0$ और गणित में महत्वपूर्ण और आवर्ती भूमिका निभाते हैं। स्थिरांक π की तरह, e अपरिमेय संख्या होती है (इसे पूर्णांकों के अनुपात के रूप में प्रदर्शित नहीं किया जा सकता है) और अनुवांशिक (यह परिमेय गुणांक वाले किसी गैर-शून्य बहुपद का मूल नहीं होते है)। 50 दशमलव स्थानों तक, का मान e होता है:

2.71828182845904523536028747135266249775724709369995....

इतिहास

जॉन नेपियर द्वारा लघुगणक पर फलन के परिशिष्ट की तालिका में स्थिरांक का पहला संदर्भ 1618 में प्रकाशित किया गया था। चूँकि, इसमें स्वयं स्थिरांक सम्मलित नहीं था, किन्तु केवल e आधार के लघुगणकों की एक सूची थी, यह माना जाता है कि तालिका विलियम ऑट्रेड द्वारा लिखी गई थी।

ब्याज की निरंतर चक्रवृद्धि की समस्या को हल करने के लिए 1683 में जैकब बर्नौली द्वारा स्थिरांक को ही प्रस्तुत किया गया था। निम्नलिखित उनके विलयन में, निरंतर e सीमा के रूप में होता है:

$$\lim _{n\to \infty }\left(1+{\frac {1}{n}}\right)^{n}.$$

जहां n उस वर्ष के प्रभाजित का प्रतिनिधित्व करता है जिस पर चक्रवृद्धि ब्याज का मूल्यांकन किया जाता है (उदाहरण के लिए, n = 12 एक महीने के लिए)। स्थिरांक का पहला ज्ञात उपयोग, जिसे अक्षर b द्वारा दर्शाया गया है, 1690 और 1691 में गॉटफ्राइड लीबनिज से क्रिस्टियान ह्यूजेंस के पत्राचार में था।

लियोनहार्ड यूलर ने 1727 या 1728 में, तोपों में विस्फोटक बलों पर एक अप्रकाशित पेपर में, और 25 नवंबर 1731 को क्रिश्चियन गोल्डबैक को एक पत्र में स्थिरांक के लिए ई अक्षर का उपयोग करना प्रारंभ किया। एक मुद्रित प्रकाशन में ई की पहली उपस्थिति यूलर के यांत्रिकी (1736) में था। यह अज्ञात है कि यूलर ने ई अक्षर को क्यों चुना। चूँकि कुछ शोधकर्ताओं ने बाद के वर्षों में अक्षर c का उपयोग किया, अक्षर e अधिक सामान्य था और अंततः मानक बन गया। गणित में, सबसे आम टाइपोग्राफ़िकल सम्मेलन स्थिरांक को टाइप करना हैe, इटैलिक में, चूँकि कभी-कभी ई रोमन में प्रयोग किया जाता है। चूँकि, ISO 80000-2 : 2019 मानक एक ईमानदार शैली में टाइपसेटिंग स्थिरांक की सिफारिश करता है।

अनुप्रयोग

चक्रवृद्धि ब्याज

एक पर 20% वार्षिक ब्याज अर्जित करने का प्रभाव initial $1,000 विभिन्न चक्रवृद्धि आवृत्तियों पर निवेश। शीर्ष पर सीमित वक्र ग्राफ है $y=1000e^{0.2t}$, जहां y डॉलर में है, t वर्षों में है, और 0.2 = 20% है।

चक्रवृद्धि ब्याज के बारे में एक प्रश्न का अध्ययन करते हुए जैकब बर्नौली ने 1683 में इस स्थिरांक की खोज की:

एक खाता $1.00 से शुरू होता है और प्रति वर्ष 100 प्रतिशत ब्याज देता है। यदि ब्याज एक बार जमा किया जाता है, वर्ष के अंत में खाते का मूल्य $2.00 होगा। क्या होता है यदि ब्याज की गणना की जाती है और वर्ष के दौरान अधिक बार जमा किया जाता है?

यदि वर्ष में दो बार ब्याज जमा किया जाता है, तो प्रत्येक 6 महीने के लिए ब्याज दर 50% होगी, इसलिए प्रारंभिक $1 को दो बार 1.5 से गुणा किया जाता है, इसलिए प्रारंभिक $1 को दो बार 1.5 से गुणा किया जाता है, जिससे वर्ष के अंत में $1.00 × 1.5² = $2.25 प्रतिफल प्राप्त होता है। चक्रवृद्धि त्रैमासिक आय होता है।

$1.00 × 1.25⁴ = $2.44140625, और चक्रवृद्धि मासिक आय $1.00 × (1 + 1/12)¹² = $2.613035.... यदि वहाँ n चक्रवृद्धि अंतराल हैं, तो प्रत्येक अंतराल के लिए ब्याज 100%/n होगा और वर्ष के अंत में मूल्य $1.00 × (1 + 1/n)ⁿ होगा।

बर्नौली ने देखा कि यह क्रम बड़े n के साथ एक सीमा (ब्याज की बड़ी संख्या) और, इस प्रकार, छोटे चक्रवृद्धि अंतराल तक पहुचता है। चक्रवृद्धि साप्ताहिक (n = 52) $2.692596... देता है, जबकि दैनिक चक्रवृद्धि (n = 365) $2.714567... (लगभग दो सेंट अधिक) देता है। n के बड़े होने की सीमा वह संख्या है जिसे e के नाम से जाना जाने लगा। अर्थात, निरंतर चक्रवृद्धि के साथ, खाते का मूल्य $2.718281828 तक पहुंच जाएगा...

अधिक सामान्यतः, एक खाता जो $1 से प्रारंभ होता है और R वार्षिक ब्याज दर प्रदान करता है, t वर्षों के बाद, निरंतर चक्रवृद्धि के साथ e^Rt डॉलर प्राप्त करता है।

(यहाँ ध्यान दें कि R प्रतिशत के रूप में व्यक्त की गई ब्याज दर का दशमलव समतुल्य है, इसलिए 5% ब्याज के लिए, R = 5/100 = 0.05.)

बरनौली परीक्षण

की संभावना पी के रेखांकन not n Bernoulli परीक्षणों के बाद प्रायिकता 1/n, और 1 - P  बनाम n ; यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे n बढ़ता है, n के तेजी से प्रयास करने के बाद 1/n-संभावना घटना के कभी प्रकट न होने की प्रायिकता converges to 1/e.

संभाव्यता सिद्धांत में स्वयं संख्या e का भी अनुप्रयोग होता है, एक तरह से जो स्पष्ट रूप से घातीय वृद्धि से संबंधित नहीं होता है। मान लीजिए कि एक जुआरी स्लॉट मशीन खेलता है जो की n में एक संभावना के साथ भुगतान करता है और इसे n बार खेलता है। जैसे-जैसे n बढ़ता है, जुआरी के सभी n दांव हारने की संभावना 1/e तक पहुंच जाती है n = 20,के लिए, यह पहले से ही लगभग 1/2.789509....होता है।

यह बरनौली परीक्षण प्रक्रिया का एक उदाहरण है। हर बार जब जुआरी स्लॉट खेलता है, तो जीतने की संभावना एक में होती है। n बार खेलनाद्विपद वितरण द्वारा तैयार किया गया है, जो द्विपद प्रमेय और पास्कल के त्रिकोण निकटता से संबंधित है। n परीक्षणों में से k बार जीतने की प्रायिकता है:

${\binom {n}{k}}\left({\frac {1}{n}}\right)^{k}\left(1-{\frac {1}{n}}\right)^{n-k}.$

विशेष रूप से, शून्य बार (k = 0) जीतने की संभावना है

$\left(1-{\frac {1}{n}}\right)^{n}.$

उपरोक्त अभिव्यक्ति की सीमा, जैसा कि n अनंत तक जाता है, यथावत् 1/e होता है।

मानक सामान्य वितरण

Main article: सामान्य वितरण

शून्य माध्य और इकाई मानक विचलन के साथ सामान्य वितरण को प्रायिकता घनत्व फलन द्वारा दिए गए मानक सामान्य वितरण के रूप में जाना जाता है

$\phi (x)={\frac {1}{\sqrt {2\pi }}}e^{-{\frac {1}{2}}x^{2}}.$

इकाई विचरण की बाधा (और इस प्रकार इकाई मानक विचलन भी) का परिणाम होता है 1/2 प्रतिपादक में, और वक्र के अंतर्गत इकाई कुल क्षेत्र की बाधा $\phi (x)$ कारक में परिणाम $\textstyle 1/{\sqrt {2\pi }}$.^{गॉसियन इंटीग्रल | [प्रमाणित] </सुप> यह फलन x = 0, के आसपास सममित है, जहां यह अपने अधिकतम मान को प्राप्त करता है $\textstyle 1/{\sqrt {2\pi }}$, और x = ±1}

^{पर विभक्ति बिंदु होते हैं}

अव्यवस्था

Main article: अव्यवस्था

e, का एक अन्य अनुप्रयोग, जिसे आंशिक रूप से पियरे रेमोंड डी मोंटमॉर्ट के साथ-साथ जैकब बर्नौली द्वारा भी खोजा गया, जो की विक्षिप्तता की समस्या में है, , जिसे हैट चेक समस्या के रूप में भी जाना जाता है: n मेहमानों को एक पार्टी में आमंत्रित किया जाता है और, दरवाजे पर, सभी अतिथि बटलर के साथ अपनी टोपियों की जांच करते हैं, जो बदले में टोपियों को n बक्सों में रखता है, प्रत्येक पर एक अतिथि के नाम का लेबल लगा होता है। किन्तु बटलर ने मेहमानों की पहचान नहीं पूछी है, और इसलिए वह टोपियों को बेतरतीब ढंग से चुने गए बक्से में डाल देता है। डी मोंटमॉर्ट की समस्या इस संभावना को खोजने की है कि कोई भी टोप सही बॉक्स में नहीं डाला जाता है। यह संभावना, द्वारा निरूपित $p_{n}\!$, है:

$p_{n}=1-{\frac {1}{1!}}+{\frac {1}{2!}}-{\frac {1}{3!}}+\cdots +{\frac {(-1)^{n}}{n!}}=\sum _{k=0}^{n}{\frac {(-1)^{k}}{k!}}.$

जैसे-जैसे n जैसा कि n अनंत की ओर जाता है, p_n 1/e की ओर बढ़ता है। इसके अतिरिक्त, टोपियों को बक्सों में कितने विधियों से रखा जा सकता है ताकि कोई भी टोपी सही बॉक्स में न हो n!/e, प्रत्येक धनात्मक n के लिए, निकटतम पूर्णांक तक वर्तुल किया जाता है।

इष्टतम नियोजन समस्याएं

$x=e$ का अधिकतम मूल्य ${\sqrt[{x}]{x}}$ पर होता है। समान रूप से, आधार b > 1, के किसी भी मान के लिए, यह स्थिति है कि का अधिकतम मूल्य $x^{-1}\log _{b}x$ पर होता है $x=e$ (स्टेनर की समस्या, नीचे चर्चा की गई)।

यह लंबाई L की छड़ी की समस्या में उपयोगी होता है जिसे n समान भागों में विघटित किया गया है। लंबाई के गुणनफल को अधिकतम करने वाला n का मान तब या तो होता है

$n=\left\lfloor {\frac {L}{e}}\right\rfloor$ या $\left\lceil {\frac {L}{e}}\right\rceil .$

मात्रा $x^{-1}\log _{b}x$ संभाव्यता के साथ घटित होने वाली घटना से प्राप्त शैनन सूचना का भी एक उपाय है $1/x$, ताकि फलन दर्शि समस्या जैसी इष्टतम नियोजन समस्याओं में अनिवार्य रूप से वही इष्टतम विभाजन दिखाई दे।

स्पर्शोन्मुख

स्पर्शोन्मुखता से जुड़ी कई समस्याओं के संबंध में संख्या e स्वाभाविक रूप से होती है। एक उदाहरण क्रमगुणित फलन के स्पर्शोन्मुखता के लिए स्टर्लिंग का सूत्र है, जिसमें दोनों संख्याएँ e और π दिखाई देती हैं:

$$n!\sim {\sqrt {2\pi n}}\left({\frac {n}{e}}\right)^{n}.$$

एक परिणाम के रूप में,

$$e=\lim _{n\to \infty }{\frac {n}{\sqrt[{n}]{n!}}}.$$

कैल्कुलस में

फलनों का रेखांकन x ↦ a^x के लिए दर्शाए गए हैं a = 2 (बिंदीदार), a = e (नीला), और a = 4 (धराशायी)। वे सभी बिंदु से गुजरते हैं (0,1), किन्तु लाल रेखा (जिसमें ढलान है 1) केवल स्पर्शरेखा है e^x वहाँ।

तर्क के लिए प्राकृतिक लॉग फलन का मान e, अर्थात। ln e, बराबर 1.

विशेष रूप से कलन में संख्या e, को प्रस्तुत करने के लिए मुख्य प्रयोजन चरघातांकी फलनों और लघुगणक के साथ व्युत्पन्न (गणित) और अनुकल कलन करना होता है। एक सामान्य चरघातांकी फलन y = a^x का एक व्युत्पन्न है, जो किसी फलन की सीमा द्वारा दिया गया है:

${\begin{aligned}{\frac {d}{dx}}a^{x}&=\lim _{h\to 0}{\frac {a^{x+h}-a^{x}}{h}}=\lim _{h\to 0}{\frac {a^{x}a^{h}-a^{x}}{h}}\\&=a^{x}\cdot \left(\lim _{h\to 0}{\frac {a^{h}-1}{h}}\right).\end{aligned}}$

दाईं ओर कोष्टकित सीमा चर x से निष्पक्ष होता है। इसका मान a से आधार e का लघुगणक होता है। इस प्रकार, जब a का मान e पर सेट किया जाता है, तो यह सीमा 1 के बराबर होती है, और इसलिए व्यक्ति निम्नलिखित सरल पहचान पर पहुंचता है:

${\frac {d}{dx}}e^{x}=e^{x}.$

परिणाम स्वरूप, आधार e के साथ घातीय फलन विशेष रूप से कलन करने के लिए अनुकूल होता है। कैलकुलस करने के लिए विशेष रूप से अनुकूल है। e का चयन करना (घातांकीय फलन के आधार के रूप में किसी अन्य संख्या के विपरीत) व्युत्पन्न (शब्द) को सम्मलित करने वाली गणना को बहुत सरल बनाता है।

आधार के व्युत्पन्न पर विचार करने से एक और प्रेरणा मिलती है-a लघुगणक (अर्थात, log_a x), के लिएx > 0:

${\begin{aligned}{\frac {d}{dx}}\log _{a}x&=\lim _{h\to 0}{\frac {\log _{a}(x+h)-\log _{a}(x)}{h}}\\&=\lim _{h\to 0}{\frac {\log _{a}(1+h/x)}{x\cdot h/x}}\\&={\frac {1}{x}}\log _{a}\left(\lim _{u\to 0}(1+u)^{\frac {1}{u}}\right)\\&={\frac {1}{x}}\log _{a}e,\end{aligned}}$

जहां प्रतिस्थापन u = h/x बनाया गया था। e का आधार-a का लघुगणक 1 है, यदि a e के बराबर है। तो प्रतीकात्मक रूप से,

${\frac {d}{dx}}\log _{e}x={\frac {1}{x}}.$

इस विशेष आधार वाले लघुगणक को प्राकृतिक लघुगणक कहा जाता है, और इसे ln के रूप में दर्शाया जाता है; यह भेदभाव के तहत अच्छा व्यवहार करता है क्योंकि गणनाओं को पूरा करने के लिए कोई अनिर्धारित सीमा नहीं है।

इस प्रकार, ऐसी विशेष संख्याओं का चयन करने के दो विधि हैं a. एक विधि यह है कि एक्सपोनेंशियल फलन के डेरिवेटिव को सेट किया जाए a^x के बराबर a^x, और हल करें a. दूसरा तरीका आधार के व्युत्पन्न को निर्धारित करना है a इसे लघुगणक 1/x और के लिए हल करें a. प्रत्येक स्थिति में, कोई कैलकुलस करने के लिए आधार के एक सुविधाजनक विकल्प पर पहुँचता है। यह पता चला है कि इन दो समाधानों के लिए a वास्तव में वही हैं: संख्या e.

वैकल्पिक लक्षण वर्णन

पांच रंगीन क्षेत्र समान क्षेत्र के हैं, और अतिशयोक्तिपूर्ण कोण की इकाइयों को परिभाषित करते हैं hyperbola $xy=1.$

See also: अभिवेदन and घातीय फलन के लक्षण

के अन्य लक्षण e भी संभव हैं: एक अनुक्रम की सीमा के रूप में है, दूसरा एक अनंत श्रृंखला के योग के रूप में है, और फिर भी अन्य अभिन्न कलन पर निर्भर हैं। अब तक, निम्नलिखित दो (समतुल्य) गुण पेश किए गए हैं:

1. जो संख्या e अद्वितीय सकारात्मक वास्तविक संख्या है जैसे कि ${\frac {d}{dt}}e^{t}=e^{t}$.
2. जो संख्या e अद्वितीय सकारात्मक वास्तविक संख्या है जैसे कि ${\frac {d}{dt}}\log _{e}t={\frac {1}{t}}$.

निम्नलिखित चार लक्षण घातांक फलन के लक्षण वर्णन हो सकते हैं # लक्षण वर्णन की समानता:

3. The number e is the limit

   $e=\lim _{n\to \infty }\left(1+{\frac {1}{n}}\right)^{n}$

   Similarly:

   $e=\lim _{t\to 0}\left(1+t\right)^{\frac {1}{t}}$

4. The number e is the sum of the infinite series
   $e=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {1}{n!}}={\frac {1}{0!}}+{\frac {1}{1!}}+{\frac {1}{2!}}+{\frac {1}{3!}}+{\frac {1}{4!}}+\cdots ,$
5. जो नंबर e अद्वितीय सकारात्मक वास्तविक संख्या है जैसे कि
   $\int _{1}^{e}{\frac {1}{t}}\,dt=1.$
6. यदि f(t) एक चरघातांकी फलन है, फिर मात्रा $\tau =f(t)/f'(t)$ एक स्थिरांक है, जिसे कभी-कभी समय स्थिरांक भी कहा जाता है (यह घातीय वृद्धि स्थिरांक या घातीय क्षय का व्युत्क्रम है)। समय स्थिरांक वह समय है जो चरघातांकी फलन के एक गुणक से बढ़ने में लगता है e: $f(t+\tau )=ef(t)$.

गुण

पथरी

प्रेरणा के रूप में, घातीय फलन e^x भाग में महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अद्वितीय गैर-तुच्छ फलन है जो स्वयं का व्युत्पन्न है (एक स्थिरांक से गुणा तक):

${\frac {d}{dx}}e^{x}=e^{x}$

और इसलिए इसका अपना प्रतिपक्षी भी है:

$\int e^{x}\,dx=e^{x}+C.$

असमानताएं

फ़ाइल:एक्सपोनेंशियल्स बनाम x+1.pdf|थंब|राइट|एक्सपोनेंशियल फ़ंक्शंस y = 2^x और y = 4^x के ग्राफ को प्रतिच्छेद करें y = x + 1, क्रमशः, पर x = 1 और x = -1/2. जो संख्या e अद्वितीय आधार ऐसा है y = e^x पर ही प्रतिच्छेद करता है x = 0. हम इसका अनुमान लगा सकते हैं e 2 और 4 के बीच स्थित है। जो संख्या e अद्वितीय वास्तविक संख्या है जैसे कि

$\left(1+{\frac {1}{x}}\right)^{x}<e<\left(1+{\frac {1}{x}}\right)^{x+1}$

सभी सकारात्मक के लिए x. साथ ही, हमारे पास असमानता है

$e^{x}\geq x+1$

सभी वास्तविक के लिए x, समानता के साथ अगर और केवल अगर x = 0. आगे, e घातीय का अद्वितीय आधार है जिसके लिए असमानता a^x ≥ x + 1 सभी के लिए रखता है x. यह बरनौली की असमानता का एक सीमित मामला है।

घातीय-जैसे फलन

वैश्विक अधिकतम ^x√x occurs at x = e.

स्टेनर की कैलकुलस समस्या | स्टेनर की समस्या फलन के लिए वैश्विक अधिकतम खोजने के लिए कहती है

$f(x)=x^{\frac {1}{x}}.$

यह अधिकतम ठीक पर होता है x = e.

इस अधिकतम का मूल्य है 1.44466786100976613365....

सबूत के लिए, असमानता $e^{y}\geq y+1$, ऊपर से, मूल्यांकन किया गया $y=(x-e)/e$ और सरलीकरण देता है $e^{x/e}\geq x$. इसलिए $e^{1/e}\geq x^{1/x}$ सभी सकारात्मक एक्स के लिए। इसी प्रकार, x = 1/e वह स्थान है जहां फलन के लिए वैश्विक न्यूनतम होता है

$f(x)=x^{x}$

सकारात्मक के लिए परिभाषित x. अधिक सामान्यतः, फलन के लिए

$f(x)=x^{x^{n}}$

सकारात्मक के लिए वैश्विक अधिकतम x पर होता है x = 1/e किसी के लिए n < 0; और वैश्विक न्यूनतम पर होता है x = e^−1/n किसी के लिए n > 0.

अनंत टेट्रेशन

$x^{x^{x^{\cdot ^{\cdot ^{\cdot }}}}}$ या ${^{\infty }}x$

अभिसरण अगर और केवल अगर e^−e ≤ x ≤ e^1/e (या लगभग 0.0660 के बीच और 1.4447), लियोनहार्ड यूलर के एक प्रमेय के कारण।

संख्या सिद्धांत

वास्तविक संख्या e अपरिमेय संख्या है। लिओनहार्ड यूलर ने यह दिखा कर यह साबित किया कि इसका सरल निरंतर अंश प्रसार अनंत है। (जोसेफ फूरियर का सबूत भी देखें कि ई तर्कहीन है। सबूत है कि e तर्कहीन है।)

इसके अलावा, लिंडमैन-वीयरस्ट्रास प्रमेय द्वारा, e भावातीत संख्या है, जिसका अर्थ है कि यह तर्कसंगत गुणांक वाले किसी भी गैर-निरंतर बहुपद समीकरण का समाधान नहीं है। इस उद्देश्य के लिए विशेष रूप से निर्मित किए बिना ट्रान्सेंडैंटल साबित होने वाली यह पहली संख्या थी (लिउविल संख्या के साथ तुलना करें); इसका प्रमाण 1873 में चार्ल्स हर्मिट द्वारा दिया गया था।

ऐसा अनुमान है e सामान्य संख्या है, जिसका अर्थ है कि कब e किसी भी सूत्र में व्यक्त किया जाता है, उस आधार में संभावित अंक समान रूप से वितरित होते हैं (दी गई लंबाई के किसी भी क्रम में समान संभावना के साथ होते हैं)।

ऐसा अनुमान है e कोंटसेविच-ज़गियर काल नहीं है।

जटिल संख्या

घातीय फलन e^x टेलर श्रृंखला के रूप में लिखा जा सकता है

$e^{x}=1+{x \over 1!}+{x^{2} \over 2!}+{x^{3} \over 3!}+\cdots =\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {x^{n}}{n!}}$

क्योंकि यह श्रृंखला प्रत्येक सम्मिश्र संख्या के मान के लिए अभिसरण श्रृंखला है x, यह आमतौर पर की परिभाषा का विस्तार करने के लिए प्रयोग किया जाता है e^x जटिल संख्याओं के लिए। यह, त्रिकोणमितीय फलनों के लिए टेलर श्रृंखला के साथsin और cos x, यूलर के सूत्र को प्राप्त करने की अनुमति देता है:

$e^{ix}=\cos x+i\sin x,$

जो हर कॉम्प्लेक्स के लिए है x. के साथ विशेष मामला x = [[pi|π]] यूलर की पहचान है:

$e^{i\pi }+1=0,$

जिससे यह अनुसरण करता है कि, लघुगणक की मुख्य शाखा में,

$\ln(-1)=i\pi .$

इसके अलावा, घातांक के लिए कानूनों का उपयोग करते हुए,

$(\cos x+i\sin x)^{n}=\left(e^{ix}\right)^{n}=e^{inx}=\cos(nx)+i\sin(nx),$

जो डी मोइवर का सूत्र है।

भाव

$\cos x+i\sin x$

कभी-कभी कहा जाता है cis(x).

की अभिव्यक्तियाँ sin x और cos x घातीय फलन के संदर्भ में घटाया जा सकता है:

$\sin x={\frac {e^{ix}-e^{-ix}}{2i}},\qquad \cos x={\frac {e^{ix}+e^{-ix}}{2}}.$

विभेदक समीकरण

फलनों का परिवार

$y(x)=Ce^{x},$

कहां C कोई वास्तविक संख्या है, अवकल समीकरण का हल है

$y'=y.$

प्रतिनिधित्व

Main article: [[:List of representations of e|List of representations of e]]

जो संख्या e विभिन्न तरीकों से प्रदर्शित किया जा सकता है: एक अनंत श्रृंखला, एक अनंत उत्पाद , एक निरंतर अंश या एक अनुक्रम की सीमा के रूप में। इन अभ्यावेदनों में से दो, अक्सर परिचयात्मक कलन पाठ्यक्रमों में उपयोग किए जाते हैं, सीमा हैं

$e=\lim _{n\to \infty }\left(1+{\frac {1}{n}}\right)^{n},$

ऊपर दिया गया है, और श्रृंखला

$e=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {1}{n!}}$

पर मूल्यांकन करके प्राप्त किया x = 1 उपरोक्त शक्ति श्रृंखला का प्रतिनिधित्व e^x.

कम आम निरंतर अंश है

$e=[2;1,2,1,1,4,1,1,6,1,...,1,2n,1,...],$

जो लिखा हुआ दिखता है

$e=2+{\cfrac {1}{1+{\cfrac {1}{2+{\cfrac {1}{1+{\cfrac {1}{1+{\cfrac {1}{4+{\cfrac {1}{1+{\cfrac {1}{1+\ddots }}}}}}}}}}}}}}.$

के लिए यह अंश जारी रहा e तेजी से तीन गुना अभिसरण करता है:

$e=1+{\cfrac {2}{1+{\cfrac {1}{6+{\cfrac {1}{10+{\cfrac {1}{14+{\cfrac {1}{18+{\cfrac {1}{22+{\cfrac {1}{26+\ddots }}}}}}}}}}}}}}.$

कई अन्य श्रृंखला, अनुक्रम, निरंतर अंश और अनंत उत्पाद प्रतिनिधित्व e सिद्ध हो चुके हैं।

स्टोकास्टिक प्रतिनिधित्व

के प्रतिनिधित्व के लिए सटीक विश्लेषणात्मक अभिव्यक्तियों के अलावा e, अनुमान लगाने के लिए स्टोकेस्टिक तकनीकें हैं e. ऐसा एक दृष्टिकोण स्वतंत्र यादृच्छिक चर के अनंत अनुक्रम से प्रारंभ होता है X₁, X₂..., [0, 1] पर समान वितरण (निरंतर) से तैयार किया गया। होने देना V सबसे कम संख्या हो n जैसे कि पहले का योग n अवलोकन 1 से अधिक है:

$V=\min \left\{n\mid X_{1}+X_{2}+\cdots +X_{n}>1\right\}.$

फिर का अपेक्षित मूल्य V है e: E(V) = e.

ज्ञात अंक

के ज्ञात अंकों की संख्या e पिछले दशकों में काफी वृद्धि हुई है। यह कंप्यूटर के बढ़ते प्रदर्शन और एल्गोरिथम सुधार दोनों के कारण है।

Number of known decimal digits of e

Date	Decimal digits	Computation performed by
1690	1	Jacob Bernoulli
1714	13	Roger Cotes
1748	23	Leonhard Euler
1853	137	William Shanks
1871	205	William Shanks
1884	346	J. Marcus Boorman
1949	2,010	John von Neumann (on the ENIAC)
1961	100,265	Daniel Shanks and John Wrench
1978	116,000	Steve Wozniak on the Apple II

2010 के बाद से, आधुनिक हाई-स्पीड मेज पर रहने वाला कंप्यूटर के प्रसार ने अधिकांश नौसिखियों के लिए खरबों अंकों की गणना करना संभव बना दिया है। e स्वीफलन समय के भीतर। 5 दिसंबर, 2020 को एक रिकॉर्ड-सेटिंग गणना की गई, जो दे रही है e से 31,415,926,535,897 (लगभग π×10¹³) अंक।

अंकों की गणना

के अंकों की गणना करने का एक तरीका e श्रृंखला के साथ है

$$e=\sum _{k=0}^{\infty }{\frac {1}{k!}}.$$

एक तेज़ विधि में दो पुनरावर्ती फलन सम्मलित होते हैं $p(a,b)$ और $q(a,b)$. फलनों के रूप में परिभाषित किया गया है

$${\binom {p(a,b)}{q(a,b)}}={\begin{cases}{\binom {1}{b}},&{\text{if }}b=a+1{\text{,}}\\{\binom {p(a,m)q(m,b)+p(m,b)}{q(a,m)q(m,b)}},&{\text{otherwise, where }}m=\lfloor (a+b)/2\rfloor \end{cases}}$$

.

भाव

$$1+{\frac {p(0,n)}{q(0,n)}}$$

के अंक उत्पन्न करता है e. यह विधि गणना करने के लिए बाइनरी विभाजन का उपयोग करती है e कम एकल-अंक अंकगणितीय संचालन और कम बिट जटिलता के साथ। इसे फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म -आधारित पूर्णांकों को गुणा करने के तरीकों के साथ जोड़कर अंकों की गणना बहुत तेजी से की जाती है।

कंप्यूटर संस्कृति में

इंटरनेट संस्कृति के उद्भव के दौरान, व्यक्तियों और संगठनों ने कभी-कभी संख्या को सम्मान दिया e.

प्रारंभिक उदाहरण में, कंप्यूटर वैज्ञानिक डोनाल्ड नुथ ने अपने प्रोग्राम मेटाफॉन्ट के संस्करण संख्याओं को दृष्टिकोण दिया e. संस्करण 2, 2.7, 2.71, 2.718, और आगे हैं। एक अन्य उदाहरण में, 2004 में Google के लिए आरंभिक सार्वजनिक पेशकश फाइलिंग, एक विशिष्ट राउंड-संख्या राशि के बजाय, कंपनी ने 2,718,281,828 USD जुटाने के अपने इरादे की घोषणा की, जो कि है e अरब संयुक्त राज्य अमेरिका डॉलर निकटतम डॉलर के लिए गोल।

Google बिलबोर्ड के लिए भी ज़िम्मेदार था जो सिलिकॉन वैली के केंद्र में और बाद में कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स में दिखाई दिया; सीएटल, वाशिंगटन; और ऑस्टिन, टेक्सास। यह पढ़ता है {पहले 10 अंकों का प्राइम लगातार अंकों में पाया जाता है eकॉम। पहले 10 अंकों का प्राइम इन e 7427466391 है, जो 99वें अंक से प्रारंभ होता है। इस समस्या को हल करने और विज्ञापित (अब निष्क्रिय) वेबसाइट पर जाने से हल करने में और भी मुश्किल समस्या हो गई, जिसमें अनुक्रम 7182818284, 8182845904, 8747135266, 7427466391 में पांचवें पद को खोजने में सम्मलित था। यह पता चला कि अनुक्रम में 10 सम्मलित थे- अंकों की संख्याएँ लगातार अंकों में पाई जाती हैं e जिसका योग 49 है। अनुक्रम में पांचवां पद 5966290435 है, जो 127वें अंक से प्रारंभ होता है। इस दूसरी समस्या का समाधान अंततः एक Google लैब्स वेबपेज के रूप में सामने आया जहां विज़िटर को एक बायोडाटा जमा करने के लिए आमंत्रित किया गया था।

आगे की पढाई

• Maor, Eli; e: The Story of a Number, ISBN 0-691-05854-7
• Commentary on Endnote 10 of the book Prime Obsession for another stochastic representation
• McCartin, Brian J. (2006). "e: The Master of All" (PDF). The Mathematical Intelligencer. 28 (2): 10–21. doi:10.1007/bf02987150. S2CID 123033482.

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• अनुक्रम की सीमा
• एक लघुगणक का आधार
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• यौगिक
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• पृष्ठभूमि
• शुरुआती सार्वजानिक प्रस्ताव
• यूनाइटेड स्टेट का डॉलर
• गूगल लैब्स

बाहरी कड़ियाँ

• The number e to 1 million places and NASA.gov 2 and 5 million places
• e Approximations – Wolfram MathWorld
• Earliest Uses of Symbols for Constants Jan. 13, 2008
• "The story of e", by Robin Wilson at Gresham College, 28 February 2007 (available for audio and video download)
• e Search Engine 2 billion searchable digits of e, π and √2

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