TEKNOLOJİ & BİLİM & UZAY DOSYASI : e Sayısı ve Kayıp Tarihi


e Sayısı ve Kayıp Tarihi

Matematikte en ilgi çeken sayılardan biri pi sayısıdır fakat en az onun kadar önemli bir sabit daha vardır: “e”

e sayısına kimilerine göre kendi isminin baş harfini vermiş olan Leonhard Euler sabitten ilk bahseden kişi olmasa da onu “e” olarak kullanan ilk insandır.

Matematiğin neredeyse her alanında( geometri, aritmetik, trigonometri, cebir ve sayı teorisi) çalışmış olan ünlü matematikçi Leonhard Euler’in(1707 -1783 ) modern bilim dünyasına katkıları çoktur. Modern analitik geometri ve trigonometri konusunda geniş sınırlar çizmiş ve sinüs, cosinüs gibi fonksiyonları ilk olarak düşünen kişi olmuştur. Leibnitz’in diferansiyel analizi ile Newton’un akışkanlık teorisini birleştirmiştir. Diferansiyel eşitlikler için beta ve gamma fonksiyonlarını tanımlamıştır. Tıp, botanik ve kimya alanlarında da önemli çalışmaları olmuştur.

Bir fonksiyonu f(x) şeklinde göstermeyi, doğal logaritmanın e’sini, -1’in karekök değeri olan j ‘yi, pi için n sembolünü, toplam sembolü olan O’yi (1755) ve sonlu diferansiyellerin gösterimi olan Ay Ay2 gibi birçok sembolü Euler’e borçluyuz.

Euler’in Bernoulli’lerle olan çalışmalarından ilgi duyduğu sayı teorisi, Goldbach’ın teşvikiyle daha da ilgisinin artmasını sağladı. Goldbach Euler’e Fermat’ın 2″ + 1’lerin her zaman asal sayı olacağı yönündeki hipotezini sordu. Euler bunu inceledi ve 1732’de 232 + 1 = 4294967297’nin 641’e bölündüğünü bularak hipotezi çürüttü. Euler bunun gibi daha birçok kanıtlanmamış Fermat hipotezi üzerinde çalıştı ve sayı teorisine katkıda bulundu.

Euler’e belki de şöhreti getiren en önemli olay, Jacob Bernoulli, Johann Bernoulli, Daniel Bernoulli, Leibnitz, Stirling ve Moivre gibi en ünlü matematikçilerin çözemediği, sonsuz serilerin toplamının kapalı formunu bulmayı gerektiren bir problemi 1735’te çözmesiydi.

Euler’in önemli diğer bir katkısı da sonsuz serilerle ilgili olan γ (gama) ‘yı (Euler-Mascheroni sabiti) 1735’te tanımlamasıydı:

Euler γ’yı 16 basamağa kadar hesapladı: 0.57721 56649 01532 8

Euler Fourier dizileri ile ilgili de çalıştı ve bu serilere dair ilk cebirsel fonksiyonu açıklayan kişi oldu.

Euler ikinci dereceden evrikliği keşfetti ve mükemmel sayıların bile Öklid formunda olması gerektiğini ispatladı:

Mükemmel Sayı: Kendisi hariç bütün pozitif çarpanlarının toplamı kendisine eşit olan sayılara denir. Mükemmel sayılar sonsuz sayıdadır. Genel formülleri henüz bulunamamıştır. Ancak 2″(2″+1 – 1), sayısının her n çift sayısı ve 1 için mükemmel sayı olduğu görülebilir. Tabii buradan mükemmel sayıların çift sayı oldukları anlamı çıkmamaktadır. Yani bu formülün tüm mükemmel sayıların ortak formülü olup olmadığı bilinmemektedir. Ancak şu ana kadar bir tane tek mükemmel sayı bulunamamıştır. Günümüze kadar 44 tane mükemmel sayı bulunmuştur, hepsi ya 6’yla ya da 8’le biter. Euler 8’inci mükemmel sayıyı bulduktan sonra, mükemmel sayıların tek olabileceğini de savunduysa da günümüze kadar bu kanıtlanamamıştır.

  • İlk 10 mükemmel sayı :

6, 28, 496, 8128, 33550336, 8589869056, 137438691328, 2305843008139952128, 2658455991569831744654692615953842176, 191561942608236107294793378084303638130997321548169216

  • İlk 4 mükemmel sayı için şu ilişkiler geçerlidir:

Yeni büyük asal sayılar buldu ve harmonik serilerin ıraksamasından asal sayıların sonsuz tane olduğu sonucuna vardı. Bu keşif bu alanda 2000 yılda yapılan en büyük buluş olarak kabul edilir ve sayı teorisinin yaratıcısı olmuştur.

Arkadaş sayılar Euler’den 200 sene önce biliniyordu ve 3 çifti keşfedilmişti. Euler 59 çift daha buldu:

Arkadaş Sayılar: İki sayı birbirinin kendisi hariç bölenleri toplamına eşitse bu sayılara arkadaş sayılar denir.

Örnek: 220 ve 284

220 : 1 + 2 + 4 + 5 + 10 + 11 + 20 + 22 + 44 + 55 + 110 = 284

284 : 1 + 2 + 4 + 71 + 142 = 220

Birkaç arkadaş sayı şunlardır: (220, 284), (1184, 1210), (2620, 2924), (5020, 5564), (6232, 6368), (12285, 14595), (17296, 18416), (79750, 88730), (196724, 202444), (469028, 486178), (664747083, 673747893), (106930732, 1142071892), (1558818261, 1596205611), (68606181189, 70516785339), (290142314847, 292821792417)

Euler e sabiti (Euler sabiti olarak da bilinir) ile formüller yazan ilk kişidir. Faydasını, tutarlılığını ve bir sanal sayının üssünü almakta nasıl kullanılacağını Euler formülü ile tanımlamıştır:

Bu formül tüm fonksiyonların, üstel fonksiyonların ya da polinomların varyasyonu olduğu temel analizdeki üstel fonksiyon tanımının temelini oluşturur. Euler özdeşliğinin daha özel ve en güzel bir hali ise şöyledir:

e sayısının kökeni 17. yüzyılın ilk yıllarına, Napier’in logaritmayı keşfettiği zamana kadar gidiyor (Napier’in Descripto isimli kitabının Edward Wright tarafından ikinci çevirisinde dolaylı olarak e sayısından bahsedildiğini görüyoruz). Bu dönemde coğrafi keşiflerin de etkisiyle uluslararası ticaretle ve finansal işlerde büyük bir artış olmuş ve bileşik faiz fikri daha çok dikkat çekmeye başlamıştı. Bu nedenden dolayı da finansal alanda e sayısı tanınmaya başladı.

Geçmiş zamanlardan beri insanlığın en çok ilgilendiği ve düşüncelerde merkezde yer alan şey paradır. Bu ilginin sonucunda insanlar paralarını artırmanın yollarını ararken 17’inci yüzyılın başlarında paranın büyümesi ile sonucu sonsuza giden kesin matematiksel bir tanım arasında bir ilişki buldular.

Parayı arttırma yöntemi olarak faiz bilinir. Bileşik faiz ise şu şekilde işler: 100 TL’miz olduğunu düşünelim. %5 bileşik faizle bankaya yatıracak olursak ilk yılda 105 TL olur, ikinci yılda 105 x 1,05 olur. Her yıl faizli fiyattan %5 faiz işler ve böylelikle sürekli artan bir geometrik bir fonksiyon oluşur.

Bunlardan genel bir ifade çıkaralım:

P:Anapara ve r: aylık yüzdelik artış olursa formül P(1 + r) olur. Birinci senede artış P(1 + r) olurken ikinci senede

P(1 + r)2 ve böyle devam eder.

Bazı bankalar bileşik faizi yıllık hesaplamak yerine kısa dönemlere bölerler. Mesela yıllık bileşik faizi %5 olan bir banka bunu 6 aylık dönemlerde %2,5 uygularsa 100 x (1.025)2 = 105,0625 şeklinde hesaplanır. Bu durumda kişiler 6 kuruş daha fazla kazanırlar. İşte böyle dönemlik aylık hatta günlük bileşik faiz uygulamaları yapılabilir. Bunu da genelleyerek yine başka bir ifadeye ulaşırız:

Bu formül günlük faiz için hesaplanırsa 100TL’si olan bir kişi yılda 105, 13 TL kazanır ve basit faizden 13 kuruş daha fazla kazanmış olur.

Bu faiz eşitliğini daha genel ve özelleşmiş bir hale çevirmek için bankanın %100 faiz verdiğini düşünelim. Elbette bu kadar cömert bir banka bulamayız fakat bunu gerçek olarak değil hipotez olarak ele alıyoruz ve matematiksel bir sonuca varmaya çalışıyoruz. İşlem kolaylığı sağlamak adına P = 1 TL ve t = 1 yıl olsun.

İşte bu formülü çok büyük n’ler için kullandığımızda sayının n = 10.000.000 için 2,71828’e yaklaştığını görüyoruz.

Limit kullanarak hesapladığımız bu sonucu kesin olarak ifade edebilmek veya bu terimin var olduğunu kanıtlayabilmek için sadece bireysel değerleri hesaplamaktan başka yöntemler kullanmalıyız (Ayrıca büyük n’ler için ifadeyi hesaplamak giderek zorlaşır-birileri üstel fonksiyonu hesaplamak için logaritmayı kullanmalıdır.). Şanslıyız ki böyle bir metot var: Binom Açılımı

Bir ifadeyi binom açılımı kurallarına uygun olarak açabilmek için bize katsayıları verecek olan Pascal üçgenini kullanıyoruz.

Ya da düzenlemeyi yaparsak katsayıları şu biçimde de bulabiliriz.

Şimdi Eşitlik 2’den yararlanarak (1 + 1/n)n formülüne binom açılımı uygulayalım:

n’yi sınırsız olarak büyüttüğümüzü düşünelim. Böylelikle ifademiz çok fazla terime sahip olacaktır. Aynı zamanda parantez içindeki ifadeler 1’e yaklaşırlar.

Biz bu limitin varlığını kabul edelim. Limiti e ile gösterelim.

Hesaplanan ilk 7 basamak aşağıda verilmiştir.

Şimdilik e’nin değerini yaklaşık 2,71828 kabul edelim. Eğer daha kesin bir sonuç bulunmak istersek, daha fazla terim ekleyerek daha duyarlı hale getirebiliriz. Bu sayı doğal logaritmanın (diğer adıyla Napier logaritması) temelidir.

e irrasyonel yani tekrar etmeyen devirsiz bir ondalıktır. İrrasyonelliği 1737’de Leonhard Euler tarafından kanıtlandı. Charles Hermite 1837’de e’nin tam sayı değerleri ile polinomal bir fonksiyon çözümü olamayacağını yani transcendental (aşkın) olduğunu kanıtladı.(transcendental sayılar reel ya da kompleks bir sayı olabilirken cebirsel değillerdir). e bir limit süreci sonunda hesaplanan ilk sayı olarak tarihe geçti.

Bir süreliğine sadece merak uyandıran bir sayı gibi duran e Saint-Vincent’in başarılı hiberollerin tümlevi (quadrature of the hyberbola) çalışmasının ardından logaritmik fonksiyonla beraber matematiğin ön sıralarında yerini almıştır. En önemli adımlardan biri ise analizin sonradan ex olarak tanımlanacak olan ve türevinin yine kendisine eşit olduğu logaritmik fonksiyonunun tersinin ortaya çıkması keşfidir. Bu e sayısına ve ex fonksiyonuna analizde önemli bir rol vermiştir.

Üzerine yapılan araştırmalardan derlenen bu çalışmada da görülmektedir ki, e ne bir geometrik problem üzerine gelişmiştir, ne de tam olarak nasıl ortaya çıktığı bellidir. e’nin babası sayılabilecek isim Nohn Napier olarak geçmektedir fakat onun bile bu sayıyı e olarak adlandırmadığı, sadece bazı hesaplarında değer olarak kullandığı sanılmaktadır. Ona e diyenin belki de isminin baş harfinden esinlenerek Leonhard Euler olduğu düşünülmektedir. Görüldüğü üzere bunlar bile çok net bilgiler değildir. Yani e hala tarihte bir sır olarak durmaktadır.

Kürşat Yenilmez ve Umut Palabıyık tarından yapılan bu çalışma aslına uygun kalınarak kısaltılarak eklenmiştir. Çalışmanın tamamına buradan erişebilirsiniz.

KAYNAKÇA

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/Biographies/Euler.html

Matematiksel

Reklamlar

Etiketlendi:, ,

One thought on “TEKNOLOJİ & BİLİM & UZAY DOSYASI : e Sayısı ve Kayıp Tarihi

  1. haticeozcan2014 27 Şubat 2017, 08:31 Reply

    Reblogged this on tabletkitabesi.

    Beğen

www.ozelburoistihhbarat.com

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s

YÜKSEK STRATEJİ

strateji, istihbarat, güvenlik, politika, jeo-politik, mizah, terör, araştırma, teknoloji

Fight "Gang Stalking"

Expose illegal stalking by corrupt law enforcement personnel

İSTİHBARAT ALANI

Sınırsız, Seçkin, Sansürsüz, Kemalist Haber Blogu

The WordPress.com Blog

The latest news on WordPress.com and the WordPress community.

%d blogcu bunu beğendi: