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  • 1 # 使用者9713979459823

    首先需要二項式定理:

    (a+b)^n=∑ C(i=0 –> i=n)n i a^(n-i) * b^i (式一)

    用數學歸納法證此定理:

    n=1 (a+b)^1 a^(1-0)*b^0+a^(1-1)*b^1

     a+b

     故此,n=1時,式一成立。

    設n1為任一自然數,假設n=n1時,(式一)成立 ,即:

    (a+b)^n1=∑ C(i=0 –> i=n1)n1 i a^(n1-i) * b^i (式二)

    則,當n=n1+1時:

    式二兩端同乘(a+b)

    [(a+b)^n1]*(a+b)=[∑ C(i=0 –> i=n1)n1 i a^(n1-i) * b^i]*(a+b)

    => (a+b)^(n1+1)= ∑ C(i=0 –> i=(n1+1))(n1+1) i a^((n1+1)-i) * b^i ( 據乘法分配律)

    因此二項式定理(即式一成立)

    下面用二項式定理計算這一極限:

    (1+1/n)^n (式一)

    用二項式展開得:

    (1+1/n)^n = 1^n+(n/1)(1/n)+[(n(n-1))/(2*1)]*(1/n)^2+[(n(n-1)(n-2))/(3*2*1)]*(1/n)^3 + … +[(n(n-1)(n-2) …3)/((n-2)(n-1) … 2*1)]*(1/n)^(n-2)+ [(n(n-1)(n-2) …3*2)/((n-1)(n-2)(n-1) … 2*1)]*(1/n)^(n-1)+ [(n(n-1)(n-2) …3*2*1)/(n(n-1)(n-2)(n-1) … 2*1)]*(1/n)^n

    由於二項展開式係數項的分子乘積的最高次項與(1/n)的次數相同,而係數為1,因此,最高次項與(1/n)的相應次方剛好相約,得1,低次項與1/n的相應次方相約後,分子剩下常數,而分母總餘下n的若干次方,當n -> +∞,得0。因此總的結果是當n -> +∞,二項展開式係數項的各項分子乘積與(1/n)的相應項的次方相約,得1。餘下分母。於是式一化為:

    (1+1/n)^n =1+1+1/2!+1/3!+1/4!+1/5!+1/6!+ … + 1/n! (式二)

    當n -> +∞時,你可以用計算機,或筆計算此值。這一數值定義為e。

    補充:

    將式二和公比為1/2的等比數列比較,其每一項都小於此等比數列,而此等比數列收斂,因此,式二必定收斂於一固定數值。

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