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【转载】由社区银行存款利息想到的一个问题——自然对数之底e

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记得最初造访奥盟论坛(注:奥特曼中国联盟,bbs点ultramanclub点com)是2005年左右,但真正在论坛注册,却是2007年年初之时.
刚到论坛时,奥盟币显得非常重要.毕竟,那个时候,下资源经常是要花钱的,动辄几十甚至上百.买一个象征自己对奥特曼喜爱风格的战队徽章,更是需要1000AB(注:奥币,奥盟币).
所以,那个时候,我很注意发展自己的存款,方法有二:一曰开源,一曰节流。
所谓开源,刚来奥盟时那几个月,我可以说一个水字啊!基本上海底区逢贴必回的,自己也经常转载一些火星得不知多火星的文章以骗积分(当然,当时比起积分,我更看重AB).
那个时候,我虽然算不上水王,但经常性的,一天的发帖量位居前三,有时候是第一……
现在回想起来真庆幸,我的主号居然未尝被封印过,简直是奇迹!
当然,到了后来,我发帖的重点,逐渐转向了主讨论区,尤其是昭和系奥特曼研讨区,参与着其中讨论,后来更是自己写一些相关的话题……之后,我也因此有幸成为版主的一员.
所谓节流,就是少花钱,比方说尽量不去买售价贴.为此我曾经错过不少精华资源,不过好在后来基本上都补上了.
另外就是及时把多余的AB存入社区银行.
在那段时间里,有一样东西我很看重——那就是社区银行存款的利息.
奥盟社区存款,日利率0.5%,每24小时清算一次利息……
记得最疯狂的时候,我几乎每天都要去清算利息,以及存款.所为的,不过是几十个AB而已……
现在咱们的AB动辄百万、千万,从事实上来说已经贬值地不像样子了……虽然资源之类的东西物价未尝有多大改变,但这也只是因为AM版规的“宏观调控”而已……
这里毕竟不是现实中,AB也远远不如现实中的RMB那么重要……
现在下个资源,遇到售价贴也就花个几十最多数百,根本就是毛毛雨.但在一开始,有可能我倾家荡产也下不起一部资源.之后则是有些资源几乎要倾尽我的积蓄……再往后则是要从我账户上砍掉一大笔……再往后则是砍掉一个零头……再往后……
直到有一天我发现我的AB再也用不完了.记得我的AB突破10万是2008年夏天的时候.在那个时候,我就知道,从今之后,AB将是个摆设……
唉……昔日的日子,令人感叹……
不过对于昔日的回忆到此为止了,本文的正题是数学,是数学!
我当时就很奇怪,我哪来那么多AB的?靠发言,最多的时候每月也不过2000帖,一般每月只有几百贴,后来甚至降为几十帖.发一帖5AB、回一帖2AB.以及做版主数个月,每月1000AB,再加上社区一些奖励,例如原创精华帖奖励100AB……其中还有一些购买资源的支出……
再怎么算,也不可能有10万以上.那么唯一的解释就是——银行利息.
刚开始我确实轻视了银行利息的作用.银行利息,可以说是那种没有短时间的明显效果,但时间越长越能凸显其不凡的“致富手段”.
如果是现实生活中的银行,由于利率比网络银行低太多了,想要有特别明显的效果,需要等N多年……
而网络上的社区银行则要快得多……
从2008年夏天之后,我就把AB纯粹作为一种好看——毕竟,你AB数排名前几,哪怕在没有用,放那总比没有好吧?
从那之后,由于个人学业原因,我来奥盟也没以前那么频繁了.增长“财富”的主要手段,就是不时地清理利息.
通过不断地清算利息,我的“财产”缓慢地增长,并超越很多人.到了今天已经能位居前10了.
为什么?
唯一的原因就是我清算利息比大多数人都要频繁.
旧时代,地主、放债者们剥削他人,用的就是类似的“利滚利”.
于是我开始研究这利用银行“致富”究竟有多快.
这一研究,却引出了数学上一个很有意思、内容也极为丰富的东西——自然对数之底e,与π齐名的两大超越数之一.
首先,为了研究简单起见,咱们假设不再有除了银行利息之外的其他资金增长.
很多前辈由于忙碌,逐渐淡出奥盟之后,基本上就是类似于这样.但我却关注过他们的AB,不少前辈一直都有很多AB,且不断增长.
我也逐渐类似于这样.毕竟,现在我很少往银行里存钱,而银行一天的利息,要远远高于其他方式所得的AB.
只靠银行利息!



1楼2011-02-25 14:13回复
    所以我们假设最初的本金不变.
    AM社区的银行利息为每天0.5%,换而言之就是一笔钱存进去,不去动它,200天之后将自动翻一番!
    那么如果你不时地去清算利息呢?200天后你的AB有多少?
    再次,为了简单起见,我们假设清算AB利息的时间间隔是均匀的,总共清算过n次.
    n∈N*
    咱们假设自己原有的本金为a,
    如果这200天只在最后清算一次利息,那么最后本息和f(n)=f(1)=2a
    如果这200天清算过n次利息
    200天后的本息和显然为:
    f(n)=a*(1+1/n)^n,n∈N*
    然后,将xn=(1+1/n)^n单独提出来
    这玩意是什么?
    (lim(n——无穷大))((1+1/n)^n)=e
    (n∈N*)
    这玩意是自然对数之底的定义!
    也就是说,当n趋于正无穷大时,(1+1/n)^n趋向于e

    还有一种定义是:e=∑(n=0——无穷大)(1/n!)
    即e=1/1+1/2!+1/3!+…+1/n!
    其中n∈N*
    0!=1
    n>=1时,
    n!=1*2*3*…*n!

    首先我们需要证明{xn}是一个单调递增数列
    由牛顿二项公式展开:
    xn=(1+1/n)^n
    =1+(n/(1!))*(1/n)+(n*(n-1)/(2!))*(1/n^2)+…(n*(n-1)*(n-2)/(3!))*(1/n^3)+…+(n*(n-1)*(n-2)/(n!))*(1/n^n)
    =1+1+(1/(2!))*(1-1/n)+(1/(3!))*(1-1/n)*(1-2/n)+…+(1/(n!))*(1-1/n)*(1-2/n)*…*(1-(n-1)/n)
    显然{xn}是一个单调增数列
    {xn}是一个单调增数列意味着什么?
    意味着你利息清算次数越多,最后得到的本息和就越高!
    设yn=∑(k=0——n)(1/k!)=1+1+1/(2!)+1/(3!)+…+1/(1*2*…*n)
    <1+1+1/2+1/(2^2)+…+1/(2^(n-1))<3
    {yn}是一个单调递增的收敛数列,显然存在极限,这个极限是一个大于2小于3的实数.
    又xn<=yn恒成立
    {xn}亦为一个单调递增的收敛数列,也存在极限
    可以证明,这两个数列的极限是相等的
    将xn=(1+1/n)^n的定义域推广至实数集依旧成立
    数学中将这个极限称为e
    (详细的证明、以及e的其他性质,比方说其是无理数、超越数之类的,可以参阅诸如《高等数学》,《数学分析》一类的书)
    e大约等于2.7182818
    这意味着什么?
    这就意味着,这200天内你再怎么多次清算利息,哪怕是每秒、每毫秒、每微秒清算一次利息,200天后你的钱也不可能是原来的3倍!
    当然,事实上只允许每天清算一次利息,24小时不到强行去清算,只能使得这一天没有利息!
    如果恰好把握好时间,每次总能保证每天成功清理一次利息的话,200天后利息将会是原来的大约2.7115171倍!
    这与e的差距已然不大!
    事实上由e=∑(n=0——无穷大)(1/n!)的定义,可以得出{yn}是一个收敛得很快的数列
    所以,保证每天清理一次,得到的AB将会接近于原先的e倍
    怪不得勤清算利息,资金会增长这么快!
    后来我还发现,著名科普作家雅·别莱利曼也研究过这个问题.(详见《趣味代数学》)
    看来这样的问题确实算得上初等数学中著名的问题了……
    从银行存款可以牵扯到e,那么,既然谈到e,我就顺便说几道有关e的趣题.
    一道题非常简单:
    求证:
    (1+1/n)^n<e,n∈N*
    这题可不需要用高等数学知识哦,直接初等数学搞定!
    先证明引论:
    x>0时,ln(x+1)<x
    可构造函数
    f(x)=x-ln(x+1)
    f(0)=0
    f'(x)=1-1/(x+1)
    显然x>0时,f'(x)>0
    故x>0时,f(x)=x-ln(x+1)>0
    ln(x+1)<x恒成立
    代入x=1/n
    有ln(1+1/n)<1/n
    n*ln(1+1/n)<1
    ln((1+1/n)^n)<1
    则(1+1/n)^n<e,n∈N*
    命题得证
    第二道题,是著名的蠕虫与橡皮绳的问题:
    一条蠕虫在橡皮绳的一端.橡皮绳长一公里.
    蠕虫以每秒1厘米的稳定速度沿橡皮绳爬行.在1秒钟之后,橡皮绳就像橡皮筋一样拉长为2公里.再过一秒钟后,它又拉长为3公里,如此下去.(这种拉伸是均匀的,橡皮绳每一部分都同等地被拉伸)蠕虫最后究竟会不会达到终点呢?
    这题还请诸位道友们自己思考.
    第三道题,也是一道关于e的题目:
    已知一个正实数a,将其分成n份,要求使得分得的数连乘之积最大,该如何分?
    由基本不等式,均分时连乘之积最大
    设f(n)=(a/n)^n,n∈N*
    将其推广到实数集
    y=f(x)=(a/x)^x=(a^x)/(x^x)
    ln(y)=x*ln(a/x)=x*ln(a)-x*ln(x)
    y'/y=ln(a)-ln(x)-1
    y'=y*(ln(a)-ln(x)-1)=((a^x)/(x^x))*(ln(a)-ln(x)-1)
    显然,当x=a/e时,y'=0
    此时y=f(x)取最大值
    故只要将其所分份数接近于a/e,每份接近于e时,连乘积取最大值


    2楼2011-02-25 14:14
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      4楼2011-04-27 12:54
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