5.2
以 e 为底的指数函数基于一个特殊的常数,约等于 2.718。该常数与 π 相似,均为无理数且小数部分不循环。
当指数为正时,该底数自然地模拟连续增长;当指数为负时,则模拟衰减。
一般形式为 e 的变量指数次幂,再乘以一个初始值。
例如,一杯咖啡的温度从90度向室温下降,以每分钟12%的连续速率冷却,符合这种指数规律。
根据牛顿冷却定律,咖啡在 t 分钟后的温度等于室温加上咖啡初始温度与室温之差乘以 e 的负 0.12t 次方。
负指数表明,咖啡的温度起初迅速下降,随后随着曲线趋近于室温而逐渐减缓。这清晰地说明了指数衰减如何趋近于一个极限值。
再看另一个例子:病毒的早期传播通常遵循以 e 为底的指数增长。它从少数病例开始,而指数增长公式通过仅计算自起始以来的增长,确保在 t=0 时累计增长量为零。
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