Založ si blog

Trochu matematiky, dôležité číslo

Keď je na súradnicovej osi x je premenná mocnina ktorou umocňujem základ a tak dostanem exponenciálnu funkciu y=ax. Dole je graf funkcii kde čiarkovaná čierna krivka  ma základ 4, modrá krivka ma základ e, čierna bodkovaná ma základ 2 a červená čiara je dotyčnica krivky funkcie ex v bode x=0.

Pri skúmaní mocnín našiel škotsky matematik John Napier zaujímavú súvislosť pri porovnavaní zmeny funkcii  ax medzi základmi 3 a 2. Na osy x určíme zmenu Δx. Odratávame väčšie x2 od menšieho x1 podľa vzoru (x2-x1)/n kde n je počet na ktorý chceme rozdeliť vzdialenosť medzi bodmi na osi x. Z toho vychádza pre x vynásobenie Δx násobkom nx. Na zvislej osi y dostaneme zmenu Δy=y2 -y1. Δx a Δy sú strany pravouhlého trojuholníka. Pomer Δy/Δx tangens uhla prepony ktorý zviera s osou x. Zaujímavosťou je, že  pri základe a=3 má tangens väčšiu hodnotu ako y2, ale pri a=2 je hodnota tangensu menšia ako y2. Z toho sa dajú odvodiť vzorce na zostrojenie tabuliek

V tabuľke pre hodnoty a=3, Δx=0,1, je tan α väčší ako y2

       x     a 
    y1 y2tan α
0311,116123174  1,16123174 
0,131,1161231741,245730941,296077656
0,231,245730941,390389171,446582307
0,331,390389171,5518455741,614564036
0,431,5518455741,7320508081,802052337
0,531,7320508081,9331820452,011312374
0,631,9331820452,157669282,24487235
0,732,157669282,4082246852,505554053
0,832,4082246852,687875382,796506942
0,932,6878753833,121246205
1333,3483695223,483695221

V tabuľke pre a=2, Δx=0,1 je tan α menší ako y2

     x   a   y1 y2tan α
0211,006955550,695555006
0,121,0717734631,0792282370,745477397
0,221,1486983551,1566881840,798982891
0,321,2311444131,23970770,856328659
0,421,3195079111,3286858140,917790332
0,521,4142135621,4240501960,983663322
0,621,5157165671,5262592091,054264245
0,721,6245047931,6358041171,12993244
0,821,7411011271,7532114431,211031604
0,921,8660659831,8790454981,297951535
1222,01391111,391110011

Pri a=2,8 pre Δx= 0,01, tan α je väčší ako y2

x    y1  y2tan α
02,811,0103493821,034938237
0,012,81,0103493821,0208058741,045649208
0,022,81,0208058741,0313705851,056471032
0,032,81,0313705851,0420446331,067404854
0,042,81,0420446331,0528291521,078451835
0,052,81,0528291521,0637252831,089613146
0,062,81,0637252831,0747341831,100889969
0,072,81,0747341831,0858570181,1122835
0,082,81,0858570181,0970949671,123794947
0,092,81,0970949671,1084492231,135425531
0,12,81,1084492231,1199209871,147176484

Pri a=2,7 pre Δx =0,01, tan α je menší ako y2

xy1 y2tan α
02,711,0099820090,998200891
0,012,71,0099820091,0200636581,008164941
0,022,71,0200636581,0302459431,018228452
0,032,71,0302459431,0405298671,028392418
0,042,71,0405298671,0509164451,03865784
0,052,71,0509164451,0614067031,049025732
0,062,71,0614067031,0720016741,059497116
0,072,71,0720016741,0827024041,070073026
0,082,71,0827024041,0935099491,080754504
0,092,71,0935099491,1044253751,091542605
0,12,71,1044253751,1154497591,102438393

pri a0=2,72 som znížil Δx na 0,001 preto som rozdelil kvôli tabulku kvôli prehľadnosti prvá je medzi 0x až 0,01x a v druhej tatuľke x=0,09 až do x= 1. Hodnota tan α je vyššia ako y2, ale rozdiel medzi hodnotami je malý

xy1 y2tan α
02,7211,0010011331,001132679
0,0012,721,0010011331,0020032681,002134946
0,0022,721,0020032681,0030064061,003138216
0,0032,721,0030064061,0040105481,004142491
0,0042,721,0040105481,0050156961,00514777
0,0052,721,0050156961,006021851,006154057
0,0062,721,006021851,0070290121,00716135
0,0072,721,0070290121,0080371811,008169653
0,0082,721,0080371811,009046361,009178964
0,0092,721,009046361,0100565491,010189286
0,012,721,0100565491,011067751,01120062
xy1y2tan α
0,992,722,6929185322,69561452,695968745
0,9912,722,69561452,6983131682,698667768
0,9922,722,6983131682,7010145382,701369492
0,9932,722,7010145382,7037186122,704073921
0,9942,722,7037186122,7064253932,706781058
0,9952,722,7064253932,7091348842,709490905
0,9962,722,7091348842,7118470872,712203465
0,9972,722,7118470872,7145620062,71491874
0,9982,722,7145620062,7172796432,717636734
0,9992,722,7172796432,722,720357449
12,722,722,7227230812,723080888

podobne som urobil tabuľku pri a=2,71. Hodnota tan α je nižšia ako y2, ale tiež je rozdiel medzi hodnotami y2 tan α je malý

xy1 y2tan α
02,7111,0009974460,997445753
0,0012,711,0009974461,0019958860,998440651
0,0022,711,0019958861,0029953230,999436542
0,0032,711,0029953231,0039957561,000433426
0,0042,711,0039957561,0049971881,001431304
0,0052,711,0049971881,0059996181,002430177
0,0062,711,0059996181,0070030481,003430047
0,0072,711,0070030481,0080074791,004430914
0,0082,711,0080074791,0090129121,005432779
0,0092,711,0090129121,0100193471,006435644
0,012,711,0100193471,0110267871,007439509
x y1y2tan α
0,992,712,683116922,6857931832,676263578
0,9912,712,6857931832,6884721162,678933005
0,9922,712,6884721162,6911537222,681605096
0,9932,712,6911537222,6938380012,684279851
0,9942,712,6938380012,6965249592,686957275
0,9952,712,6965249592,6992145962,689637369
0,9962,712,6992145962,7019069162,692320136
0,9972,712,7019069162,7046019222,69500558
0,9982,712,7046019222,7072996152,697693701
0,9992,712,7072996152,712,700384505
12,712,712,7127030782,703077992

Spresnil som tabuľky na 3 desatinné miesta a Δx=0,0001. Pre a=2,719 tan α je väčší ako y2. Už sú rozdiely medzi y2 a tan α veľmi malé

xay1y2tan α
02,71911,0001000311,000314194
0,00012,7191,0001000311,0002000731,000414257
0,00022,7191,0002000731,0003001241,000514329
0,00032,7191,0003001241,0004001861,000614412
0,00042,7191,0004001861,0005002571,000714505
0,00052,7191,0005002571,0006003391,000814608
0,00062,7191,0006003391,000700431,000914721
0,00072,7191,000700431,0008005321,001014844
0,00082,7191,0008005321,0009006431,001114977
0,00092,7191,0009006431,0010007651,00121512
12,7192,7192,7192719852,719854293
xay1y2tan α
0,9992,7192,7162816412,7165533552,71713508
0,99912,7192,7165533552,7168250962,717406879
0,99922,7192,7168250962,7170968642,717678705
0,99932,7192,7170968642,7173686592,717950558
0,99942,7192,7173686592,7176404812,718222439
0,99952,7192,7176404812,717912332,718494346
0,99962,7192,717912332,7181842072,718766281
0,99972,7192,7181842072,7184561112,719038243
0,99982,7192,7184561112,7187280422,719310233
0,99992,7192,7187280422,7192,719582249
12,7192,7192,7192719852,719854293

V tabuľkách pre a=2,718 je tan α menší ako y2. Ale tiež rozdiel medzi y2 a tan α je veľmi malý

xay1y2tan α
02,71811,0000999950,999946307
0,00012,7181,0000999951,0001999991,000046296
0,00022,7181,0001999991,0003000141,000146296
0,00032,7181,0003000141,0004000391,000246305
0,00042,7181,0004000391,0005000731,000346324
0,00052,7181,0005000731,0006001181,000446353
0,00062,7181,0006001181,0007001721,000546393
0,00072,7181,0007001721,0008002371,000646442
0,00082,7181,0008002371,0009003121,000746501
0,00092,7181,0009003121,0010003961,00084657
0,0012,7181,0010003961,0011004911,00094665
xay1y2tan α
0,9992,7182,715283642,7155551542,715137848
0,99912,7182,7155551542,7158266952,715409348
0,99922,7182,7158266952,7160982632,715680874
0,99932,7182,7160982632,7163698582,715952427
0,99942,7182,7163698582,7166414812,716224008
0,99952,7182,7166414812,716913132,716495616
0,99962,7182,716913132,7171848072,716767251
0,99972,7182,7171848072,7174565112,717038913
0,99982,7182,7174565112,7177282422,717310602
0,99992,7182,7177282422,7182,717582319
12,7182,7182,7182717852,717854062

Takto by sme mohly pokračovať donekonečna, našli by sme číslo medzi 2,719 a 2,718 kde Δx by bola najmenšia možná dx. Znamená to, že pomer Δyx by bol pomerom diferenciálov dy/dx. Keď si predstavíme Δy a Δx ako strany pravouhlých trojuholníkov na krivke, tak prepony pravouhlých trojuholníkov vytvárajú kostrbatú krivku. Čím bude strana Δx menšia tým bude krivka plynulejšia. Pri elemente Δx=dy bude krivka plynulá a tan α sa bude rovnať  ax. Znamená to, že tangens uhla dotyčnice kryvky sa rovná hodnote ax. Podľa grafu vidno, že v bode x=0 je uhol 45° tzn. tan α=1. Toto číslo sa nedá vypočítať, pretože je nedeliteľné a má nekonečne veľa desatinných miest. Vzorec Pre výpočet určil švajčiarský matematik Leonhard Euler, podľa neho je pomenované číslo eulerové číslo e. Jeho približná hodnota je e=2,71828182846. Viac o ňom napíšem v druhom blogu

Využitie jadrových síl III

13.11.2023

Pokračujem v predchádzajúcich blogoch. Dúfam, že mi prepáčite, že nepíšem o politike. Pred vojnou v Nemecku bolo objavené štiepenie uránu. Po objavení kritického množstva, začali Nemeckí vedci zlúčení okolo Heisenberga uvažovať ako by sa dala využiť energia, ktorá sa uvoľní pri lavínovej reťazovej reakcii vo vojenskej oblasti. Uvedomovali si, že môžu vyrobiť [...]

Využitie jadrových síl II

08.11.2023

Pokračujem v predchádzajúcom blogu o jadrových o využití jadrových síl. Keď dopadne na atóm uránu 235U neutrón s malou energiou, tak ho pohlti a vznikne izotop 236U. Jadro atómu 236U sa rozpadne na 2 jadrá ktoré majú menšiu atómovú hmotnosť a od seba odletia. Pri tom sa uvoľnia aj 2 alebo 3 neutróny s vyššou energiou. Predstavme si, že máme oproti sebe 2 rovnaké [...]

Využitie jadrových síl

01.11.2023

Do tejto prepolitizovanej doby chcem napísať blog ktorý je mimo diania okolo nás. Napíšem niečo z histórie fyziky. Jadrá atómov drží pokope tzv. silná jadrová sila. Je taká silná, že dokáže udržať pokope aj protóny medzi ktorými pôsobia veľmi silné elektrostatické odpudivé sily. Jadrová sila pôsobí len na veľmi malé vzdialenosti. Jadrá atómov sú preto veľmi [...]

Poprad / Tulipány /

Poprad zdobia tisícky tulipánov z Holandska, vykvitli o niekoľko týždňov skôr

16.04.2024 10:33

Len na hlavnom kruhovom objazde v centre vlani v septembri vysadili viac ako 21-tisíc cibuliek. Ďalšie tisícky pribudli na ostatných priestranstvách.

vojna na Ukrajine, delo

Ukrajina má ťažkosti na východe krajiny, nedostatok munície je závažný

16.04.2024 10:10

Už vo svojej analýze z predchádzajúceho dňa ISW upozornil, že Rusko by nedostatok munície mohlo využiť na ovládnutie mesta Časiv Jar.

Peter Pellegrini

Prieskum: Najdôveryhodnejším politickým lídrom je Peter Pellegrini

16.04.2024 09:49

Vyplýva to z prieskumu agentúry Focus pre TV Markíza. Kto obsadil druhé a tretie miesto?

doprava

V Bratislave husto prší, doprava takmer skolabovala

16.04.2024 09:46, aktualizované: 10:01

Na D1 v smere od Senca cez Zlaté Piesky a Prístavný most do Petržalky hlásili vodiči zdržanie 40 minút.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 50
Celková čítanosť: 171910x
Priemerná čítanosť článkov: 3438x

Autor blogu

Kategórie