ネイピア数 (無理数)の研究  


は「複利」の計算から生まれた

 不思議な数ネイピア数(e)は,スイスの数学者
ヤコブ・ベルヌーイ(1654年~1705)だったとされ
金利計算の複利を調べて発見しました。

 「複利」とは、銀行などにお金を預けたとき、元金だけでなく受け取る利子に対しても利子がつくことです。
複利の効果によって、預金額がふくれあがります。



 

元金100万円に年利5%の複利で金利がつく場合
10年後に受け取る金額はいくらか。
元本100万円を年利5%で半年ごとの複利で金利が付く場合
10年後に受け取る金額はいくらか。
公式を利用して計算してみました
   
表計算ソフトExcelで計算してみました
 









 
 (答) 1628895円 (答) 1638616円


表計算ソフトExcelで計算し,ネイピア数 e=2.7182818284・・・・・を求めました。
パスカルの三角形から二項定理を導きました。


参考資料


 二 項 定 理
 

上記の二項定理を利用して


 
 表計算( Exce)lで、無限級数の第7項までの和を求めた所、ネピア数を関数電卓を使って調べてみると小数第4位まで一致した。無限級数なので、項を無限に増やして行くと単調に収束して2.7182818284・・・・・ に限りなく近づく。この無理数をネイピア数といいます。 

単調に収束

単 調 と は
 数列の項が先に行くにつれて大きくなることはあっても小さくなることがない場合、その数列を単調増加数列と呼びます。
逆に、項が先に行くにつれて小さくなることはあっても大きくなることがない場合、その数列を
単調減少数列と呼びます。

収 束 と は
 極限を考えるときに重要になってくるのが収束発散です。 例えば数列で番号が進むにつれて数列の項
がある値に限りなく近づいていく場合、その数列は収束するといいます。 収束しせずにどんどん大きくなっ
ていったり、正負に振動したりする数列は発散するといいます。


ネ イ ピ ア 数 
 



もう一つの発見は、レオンハルド・オイラー(Leonhard Euler)が
対数関数の導関数を求める過程で発見されました。

ここで、ネイピア数のeはオイラー(Euler)の頭文字から取ったものであり、自然対数の底をネイピア数(e)としました。
実際に、オイラーが発見したネピア数eを対数関数の導関数を同じ様に求めることにしました。




※訂正:(誤)コンピュータを使求める・・・ (正)コンピュータを使い求める・・・
                  コンピュータの計算では、小数点以下第9位までの計算が限界ですので誤差が生じます。


 電卓から、ネイピア数 e=2.7182818284590452353602874713527 より、Excelで計算すると小数点第5位まで一致しました。従って以下の様な  
ことが分かります。                         


 


















不思議な数の物語
 不思議な数eをどの様に発見したか eを求める数式 発見した数学者  
 「複利」の計算から生まれた   スイスの数学者 ヤコブ・ベルヌーイ(1654年~1705) 
 対数関数の導関数を求める過程で発見 スイスの数学者 レオンハルド・オイラー(1707年~1783)  

ヤコブ・ベルヌーイとオイラーの不思議な関係
 ヤコブ・ベルヌーイとレオンハルド・オイラーの2人は、同じ国籍なので2人の関係について調べてみると面白いことが分かりました。
ヤコブベルヌーイの弟であるヨハンベルヌーイ(1667年~1748)は、オイラーが1720年にバーセル大学に入学した時に出会いました。
ヤコブベルヌーイは直接オイラーとの出会いはありませんが、ヤコブベルヌーイとオイラーの年の差は40歳ですので師弟関係でしょうね。
オイラーの父は牧師で、息子のオイラーも後を引き継ぎさせたかったようです。本人のオイラーも父親の影響で、哲学を学び神学の道へ
一旦進みましたが、ヨハン・ベルヌーイはオイラーの数学の才能を見抜き、両親を説得し数学を専攻する事になり、その後の歴史で承知の
通り、偉大な数学者になりました。
 オイラーの運命を決定した、ヨハン・ベルヌーイはオイラーの才能を見抜いた偉大な数学者だと思いました。当然、バーゼル大学の数学教授
だったヨハンは、オイラーが弟子になります。そのヨハンの兄ヤコブが、直接の出会いが無かったオイラーとネイピア数eの双方の発見に見えない
糸で繋がれたようでロマンを感じました。
 最後に感じた事ですが、コンピュータのない300年以上も前に、よくネイピア数みつけたなぁ~と感心しました。現在は、表計算Excelで
一瞬にネイピア数を計算できます。もし、コンピュータのない時代であればここまでは理解できなかったと思います。


2025/08/24 タッチ

教科書・参考書には載ってない等式を見つけました。




 高校時代の教科書数学Ⅲ 教師になって使った教科書数Ⅲ 
   
 高校3年生に時に学んだ数学Ⅲの教科書に掲載され
ていたネイピア数eを求める数式と、教師になって使用した
数学Ⅲのネイピア数eを求める数式が違うのでずい分
悩みました。証明は、教科書に掲載されていて問題な
かったですが、2つの数式の意味が分からず今日までの年月
が過ぎました。
 今回の数学研究で、2人の数学者がそれぞれ違った
分野からネイピア数を発見したことには感激した。その
2人の関係にもふれ歴史的にも興味を持ちました。
 古稀を迎え、自由の時間が増え数学研究がプレッシャー
なく楽しみながら勉強できますが、高校時代や数学教師
の時代には、大学受験の数学の成績を如何に上げるかが
課題だったので、数学の本当の楽しさは経験出来なかった。

2025/08/27 タッチ



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