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指数函数、对数函数、三角函数的量纲为1,其原理是什么? – 网络|

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但,“1水果+1水果=2水果”就有意义。

大家管1叫数字,苹果叫单位,[苹果]叫量纲。

量纲的英文是dimension,dimension有尺寸和维度的意思,比如x方向是表示前后的,y方向是表示左右的,它和x方向完全没有关系,这是另外一个维度。

维度的扩张和乘法有关,在物理中大家把乘法定义成这样:

1苹果x2鸭梨=2苹果·鸭梨

即数字和数字乘,单位和单位乘,所谓单位和单位乘就是把苹果和鸭梨并列,得到新的单位——“苹果·鸭梨”,苹果·鸭梨的量纲是:

[苹果·鸭梨]=[苹果]x[鸭梨]

比如,在物理里面功W被定义为力F乘以位移l,功的单位是焦耳,功的量纲是:

[功]=[力]x[长度]

那么,为什么e指数函数肯定没有量纲呢?

考虑e指数函数:

这里x只能是无量纲的,e指数函数也只能是无量纲的,否则就会造成e^x有不确定的量纲,而这是不可能的(对确定物理量而言,只能有确定的量纲)。

比如放射性的衰减公式:

大家可以发现,t和τ都是时间量纲,t/τ是无量纲的。

类似的,在物理公式中三角函数和对数函数也必须是无量纲的(证明的时候把这些函数展开成幂级数)。

比如,波函数:

中的相位:

就必须是无量纲的。


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