Exp в степени excel

Функция EXP (экспонента) в Microsoft Excel

Одной из самых известных показательных функций в математике является экспонента. Она представляет собой число Эйлера, возведенное в указанную степень. В Экселе существует отдельный оператор, позволяющий её вычислить. Давайте разберемся, как его можно использовать на практике.

Вычисление экспоненты в Эксель

Экспонента является числом Эйлера, возведенным в заданную степень. Само число Эйлера приблизительно равно 2,718281828. Иногда его именуют также числом Непера. Функция экспоненты выглядит следующим образом:

где e – это число Эйлера, а n – степень возведения.

Для вычисления данного показателя в Экселе применяется отдельный оператор – EXP. Кроме того, эту функцию можно отобразить в виде графика. О работе с этими инструментами мы и поговорим далее.

Способ 1: вычисление экспоненты при помощи ручного ввода функции

Для того чтобы рассчитать в Экселе величину экспоненты для значения e в указанной степени, нужно воспользоваться специальным оператором EXP. Его синтаксис является следующим:

То есть, эта формула содержит только один аргумент. Он как раз и представляет собой степень, в которую нужно возвести число Эйлера. Этот аргумент может быть как в виде числового значения, так и принимать вид ссылки на ячейку, содержащую в себе указатель степени.

Таким образом для того, чтобы рассчитать экспоненту для третьей степени, нам достаточно ввести в строку формул или в любую незаполненную ячейку на листе следующее выражение:

Способ 2: использование Мастера функций

Хотя синтаксис расчета экспоненты предельно прост, некоторые пользователи предпочитают применять Мастер функций. Рассмотрим, как это делается на примере.

Устанавливаем курсор на ту ячейку, где должен будет выводиться итоговый результат расчета. Щелкаем по значку в виде пиктограммы «Вставить функцию» слева от строки формул.

Открывается окошко Мастера функций. В категории «Математические» или «Полный алфавитный перечень» производим поиск наименования «EXP». Выделяем это название и жмем на кнопку «OK».

Открывается окно аргументов. Оно имеет только одно поле – «Число». Вбиваем в него цифру, которая будет означать величину степени числа Эйлера. Жмем на кнопку «OK».

Если в качестве аргумента используется ссылка на ячейку, которая содержит показатель степени, то нужно поставить курсор в поле «Число» и просто выделить ту ячейку на листе. Её координаты тут же отобразятся в поле. После этого для расчета результата щелкаем по кнопке «OK».

Способ 3: построение графика

Кроме того, в Экселе существует возможность построить график, взяв за основу результаты, полученные вследствие вычисления экспоненты. Для построения графика на листе должны уже иметься рассчитанные значения экспоненты различных степеней. Произвести их вычисление можно одним из способов, которые описаны выше.

Выделяем диапазон, в котором представлены экспоненты. Переходим во вкладку «Вставка». На ленте в группе настроек «Диаграммы» нажимаем на кнопку «График». Открывается список графиков. Выбирайте тот тип, который считаете более подходящим для выполнения конкретных задач.

Как видим, рассчитать экспоненту в Экселе при помощи функции EXP элементарно просто. Эту процедуру легко произвести как в ручном режиме, так и посредством Мастера функций. Кроме того, программа предоставляет инструменты для построения графика на основе этих расчетов.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Возведение в степень в Excel

Возведение в степень – одна из самых востребованных в Excel. Чтобы возвести любое число в любую степень, можно воспользоваться обыкновенным калькулятором. Но если возведение в степень – часть сложных расчетов, Excel практически незаменим.

Оператор «^»

Быстрее всего возвести число в ячейке А1 в степень 4 можно с помощью оператора «^». Для этого:

Рисунок 1. Ввод числа в ячейку

1. Переходим в другую ячейку и вводим функцию в строке формул f(x). Если возводим в степень 4 это выглядит так: * =А1^4*

Рисунок 2. Ввод формулы

1. Получаем результат нажатием Enter или значка √ слева от строки формул.

Рисунок 3. Результат вычисления

Функция СТЕПЕНЬ

Если искать символы на клавиатуре скучно, выделите любую ячейку и наберите в строке формул = СТЕПЕНЬ.

Рисунок 4. Ввод функции СТЕПЕНЬ

Или найдите ее в списке функций, вкладка Формулы, а также через мастера функций – нажмите символ f(x) слева от окна формул.

Рисунок 5. Функция СТЕПЕНЬ в списке математических функций

Выполним то же действие, что в пункте 3 первого раздела, и получим результат.

Рисунок 5. Результат расчета

Функция EXP и число Эйлера

Если вы столкнетесь с решением дифференциального уравнения численными методами или аппроксимацией зависимости с помощью числа e, оно же основание натурального логарифма, то функция EXP послужит вам утешением.

EXP (число) возвращает экспоненту любого заданного числа.

Число (обязательный аргумент) – это степень, в которую возводится число e (≈2,71828182845904).

Для получения числа e в Excel укажите 1 как аргумент функции EXP:

Рисунок 6. Функция EXP возведение e в 1, 2 и 3 степень

Некоторые факты

Когда способов достичь одной цели несколько – каждый раз возникает вопрос: а какой из них лучше?

Решением может быть небольшое исследование автора. Так, с помощью секундомера было измерено время, затраченное на ввод функции и выполнение вычисления:

В качестве операции выбрано возведение числа 3 в 5-ю степень. Получены следующие результаты:

Очевидно, что функция СТЕПЕНЬ требует примерно в 3 раза больше времени на выполнение стандартной операции, по сравнению с функцией «^».

Можете повторить этот эксперимент самостоятельно для более сложных вычислений.

Эта функция применяется и с помощью инструментов матриц. Подробную инструкцию читайте здесь.

МНК: Экспоненциальная зависимость в EXCEL

Метод наименьших квадратов (МНК) основан на минимизации суммы квадратов отклонений выбранной функции от исследуемых данных. В этой статье аппроксимируем имеющиеся данные с помощью экспоненциальной функции.

Метод наименьших квадратов (англ. Ordinary Least Squares , OLS ) является одним из базовых методов регрессионного анализа в части оценки неизвестных параметров регрессионных моделей по выборочным данным. Основная статья про МНК — МНК: Метод Наименьших Квадратов в MS EXCEL .

В этой статье рассмотрена только экспоненциальная зависимость, но ее выводы можно применить и к показательной зависимости, т.к. любую показательную функцию можно свести к экспоненциальной:

y=a*m x =a*(e ln(m) ) x = a*e x*ln(m) =a*e bx , где b= ln(m))

В свою очередь экспоненциальную зависимость y=a*EXP(b*x) при a>0 можно свести к случаю линейной зависимости с помощью замены переменных (см. файл примера ).

После замены переменных Y=ln(y) и A=ln(a) вычисления полностью аналогичны линейному случаю Y=b*x+A. Для нахождения коэффициента a необходимо выполнить обратное преобразование a= EXP(A) .

Примечание : Построить линию тренда по методу наименьших квадратов можно также с помощью инструмента диаграммы Линия тренда ( Экспоненциальная линия тренда ). Поставив в диалоговом окне галочку в поле «показывать уравнение на диаграмме» можно убедиться, что найденные выше параметры совпадают со значениями на диаграмме. Подробнее о диаграммах см. статью Основы построения диаграмм в MS EXCEL .

Следствием замены Y=ln(y) и A=ln(a) являются дополнительные ограничения: a>0 и y>0. При уменьшении х (в сторону больш и х по модулю отрицательных чисел) соответствующее значение y асимптотически стремится к 0. Именно такую линию тренда и строит инструмент диаграммы Линия тренда. Если среди значений y есть отрицательные, то с помощью инструмента Линия тренда экспоненциальную линию тренда построить не удастся.

Чтобы обойти это ограничение используем другое уравнение экспоненциальной зависимости y=a*EXP(b*x)+с, где по прежнему a>0, т.е. при росте х значения y также будут увеличиваться. В качестве с можно взять некую заранее известную нижнюю границу для y , ниже которой у не может опускаться, т.е. у>с. Далее заменой переменных Y=ln(y-c) и A=ln(a) опять сведем задачу к линейному случаю (см. файл примера лист Экспонента2 ).

Если при росте х значения y уменьшаются по экспоненциальной кривой, т.е. a mn =(a m ) n приведем уравнение экспоненциального тренда y= a *EXP( b *x)= a *e b *x = a *(e b ) x к виду y= a * m ^x, сделав замену переменной m= e b =EXP( b ).

Чтобы вычислить коэффициенты уравнения y= a *EXP( b *x) используйте следующие формулы:

= LN(ЛГРФПРИБЛ(C26:C45;B26:B45)) — коэффициент b

= ИНДЕКС(ЛГРФПРИБЛ(C26:C45;B26:B45);;2) — коэффициент a

Примечание : Функция ЛГРФПРИБЛ() , английское название LOGEST, является формулой массива, возвращающей несколько значений . Поэтому, например, для вывода коэффициентов уравнения необходимо выделить 2 ячейки в одной строке, в Строке формул ввести = ЛГРФПРИБЛ(C26:C45;B26:B45) , затем для ввода формулы вместо обычного ENTER нажать CTRL + SHIFT + ENTER .

Функция ЛГРФПРИБЛ() имеет линейный аналог – функцию ЛИНЕЙН() , которая рассмотрена в статье про простую линейную регрессию. Если 4-й аргумент этой функции ( статистика ) установлен ИСТИНА, то ЛГРФПРИБЛ() возвращает регрессионную статистику: стандартные ошибки для оценок коэффициентов регрессии, коэффициент детерминации, суммы квадратов: SSR , SSE и др.

Примечание : Особой нужды в функции ЛГРФПРИБЛ() нет, т.к. с помощью логарифмирования и замены переменной показательную функцию y= a * m ^x можно свести к линейной ln(y)=ln(a)+x*ln(m)=> Y=A+bx. То же справедливо и для экспоненциальной функции y= a *EXP( b *x).

Что такое Экспонента

Экспонента (экспоненциальная функция) — это математическая функция вида y = e×, или у = exp(x), или у = Exp(x) (где основанием степени является число е).

е — это число Эйлера, у него бесконечное количество цифр после запятой, оно трансцендентное и иррациональное. Оно равно округлённо 2,72 (а полностью — 2,718281828459045. ).

Трансцендентным число называется, если оно не удовлетворяет ни одному алгебраическому уравнению. Иррациональным — если его нельзя представить в виде дроби m/n, где n не равно 0.

Несмотря на свою бесконечность, число е является константой. То есть значением, которое никогда не изменяется.

Показательная функция — это математическая функция вида y = a×.

График экспоненты выглядит следующим образом:

Для чего используется экспонента?

Экспонента применяется и в физике, и в технике, и в экономике, особенно при решении задач, связанных с процентами.

Экспоненциальный рост

Мы используем термин экспоненциальный рост, чтобы сказать о стремительном росте чего-либо. Словосочетание чаще всего употребляется по отношению к росту популяции людей или животных/птиц.

Что такое второй замечательный предел

Швейцарский математик Якоб Бернулли (1655–1705 гг.) вывел число е, когда пытался решить финансовый вопрос. В частности, он пытался понять, как должны начисляться проценты на сумму вклада в банке, чтобы это было наиболее прибыльно для владельца денег.

Он также пытался понять, есть ли лимит у дохода, получаемого в процентах, или он будет увеличиваться бесконечно.

Решая эту задачу, он использовал предел последовательности, а именно второй замечательный предел. Формулу для вычисления числа е можно записать следующим образом (где n — это число, стремящееся к бесконечности):

То есть числу е равняется предел, где n стремится к бесконечности, от 1, плюс 1, разделённый на n, и всё возвести в степень n.

Если подставить в данную формулу вместо n какую-нибудь очень большую цифру, можно получить очень хорошее приближение к е.
Например, подставим 1.000.000 и посчитаем на калькуляторе:

(1 + 1/1000000) ^ 1000000 = 2.7182804691

Как видите, с n = 1.000.000 мы получили достаточно хорошее приближение, с правильными 5 знаками после запятой.

Как определить число е?

Помимо второго замечательного предела, существуют и другие способы для определения числа е:

• через сумму ряда;
• через формулу Муавра — Стирлинга;
• другие.

Сумма ряда

Существует мнение, что этот метод использовал сам Эйлер, когда высчитывал е.

Можно получить приближение е, рассчитав первые 7 частей этой суммы:

И эти вычисления дали нам следующий результат:

Этот метод дал нам точных 4 знака после запятой, и его достаточно легко запомнить.

Формула Муавра — Стирлинга

Также называется просто формула Стирлинга:

И в этом случае чем больше n, тем точнее будет результат.

Как запомнить число е

Можно легко запомнить 9 знаков после запятой, если заметить удивительную закономерность: после «2,7» число «1828» появляется дважды (2,7 1828 1828). В 1828 году родились Лев Толстой и Жюль Верн, а Франц Шуберт умер.

Хотите дальше? Можно и дальше! 15 знаков после запятой! Последующие цифры — это градусы углов в равнобедренном прямоугольном треугольнике ( 45°, 90°, 45°): 2,7 1828 1828 45 90 45.

Интересные факты

Экспоненциальную функцию также называют экспонента.

Показательная функция — это функция вида y=a×, где a — заданное число (основание), x — это переменная.

А если основание = е, с переменной x, то математически логарифм записывается как ln, а не как log. И его называют натуральный логарифм (логарифм с основанием е):

Логарифмическая функция, что обратная к показательной функции y = a×, a > 0, a≠1, пишется как .

Производная и первообразная экспоненциальной функции равны ей самой, т. е. (e×)’ = e×, но (a×)’ = (a×)*ln(a).

Якобу Бернулли в расчётах помогал его брат Иоганн. Один из кратеров на Луне носит их имя.

Число Непера и число Эйлера

Число Непера или Неперово число, число Эйлера — это названия для одного и того же числа е.

Шотландский математик Джон Непер придумал логарифмы. Так как число е является основанием натурального логарифма (ln x), то этому числу присвоили имя математика из Шотландии. Хотя Непер и не вычислял его.

Сам символ e был придуман в 1731 году швейцарским математиком Леонардом Эйлером. Эйлер занимался вычислениями алгоритмов и вывел его основание. А точнее основание натурального логарифма, которым и является число е.

Изобретение логарифмов в XVII веке (1614 год) шотландским математиком Джоном Непером стало одним из важнейших событий в истории математики.

Узнайте также, что такое Число Пи и Логарифм.

Возведение числа в степень в Excel

Одним из самых распространенных математических действий является возведение числа в степень, что позволяет решить огромное количество различных задач (математических, финансовых и т.д.). Так как Эксель является мощным инструментом для работы с числовыми данными, в нем, конечно же, предусмотрена столь полезная и необходимая функция. Итак, давайте разберемся, каким образом производится возведение числа в степень в программе.

Метод 1: использование специального символа

Начнем мы с наиболее распространенного метода, который заключается в использовании формулы со специальным символом “^”.

В общем виде формула выглядит следующим образом:

• Число может быть представлено в виде конкретного числа или ссылки на ячейку, содержащую числовое значение.
• n – степень, в которую возводится заданное число.

Пример 1

Допустим, нам нужно возвести число 7 в куб (т.е. в третью степень). Для этого мы встаем в любую свободную ячейку таблица, ставим знак равно и пишем выражение: =7^3 .

После того, как формула готова, нажимаем клавишу Enter на клавиатуре и получаем требуемый результат в выбранной ячейке.

Пример 2

Возведение в степень может быть частью более сложного математического выражения, состоящего из нескольких действий. Допустим, нам нужно к числу 12 прибавить число, полученное в результате возведения цифры 7 в куб. Так это выражение будет выглядеть в финальном виде: =12+7^3 .

Пишем формулу в свободной ячейке, и после нажатия Enter получаем результат.

Пример 3

Как мы упомянули выше, вместо конкретных значений, в расчетах могут принимать участие ссылки на ячейки с числовыми данными. Допустим, нам нужно возвести в пятую степень значения в ячейках определенного столбца таблицы.

1. Переходим в ячейку столбца, куда планируем выводить результаты и пишем в ней формулу для возведения числа из исходного столбца (в той же строке) в нужную степень. В нашем случае формула имеет вид: =A2^5 .
2. Нажимаем клавишу Enter, чтобы получить результат.
3. Теперь остается растянуть формулу на остальные ячейки столбца, расположенные внизу. Для этого наводим курсор на правый нижний угол ячейки с посчитанными результатом, когда вид указателя сменится на черный плюсик (маркер заполнения), зажав левую кнопку мыши тянем его вниз до последней ячейки, для которой хотим выполнить аналогичные расчеты.
4. Как только мы отпустим левую кнопку мыши, ячейки столбца автоматически заполняться данными, а именно, возведенными в пятую степень числами из исходного столбца.

Описанный метод достаточно простой и универсальный, из-за чего пользуется наибольшей популярностью среди пользователей. Но помимо него есть и другие способы. Давайте их также рассмотрим.

Метод 2: функция СТЕПЕНЬ

В этом разделе мы подробно остановимся на функции СТЕПЕНЬ, позволяющей возводить числа в желаемую степень.

Формула функции СТЕПЕНЬ выглядит следующим образом:

Вот как с ней нужно работать:

1. Переходим в ячейку, в которой планируем производить расчеты и щелкаем по кнопке “Вставить функцию” (fx) слева от строки формул.
2. В открывшемся окне Вставки функции выбираем категорию “Математические”, в перечне ниже находим оператор “СТЕПЕНЬ”, кликаем по нему, затем – по кнопке OK.
3. Перед нами появится окно для заполнения аргументов функции:
   • В качестве значения аргумента “Число” можно указать как конкретное числовое значение, так и ссылку на ячейку. Адрес ячейки можно прописать вручную, используя клавиши на клавиатуре. Или же можно левой кнопкой мыши кликнуть по полю для ввода информации и затем в таблице щелкнуть по нужной ячейке.
   • В значении “Степень” пишем число, которое, согласно названию аргумента, и является степенью, в которую мы планируем возвести числовое значение, указанное в аргументе “Число”.
   • Когда все данные заполнены, щелкаем OK.
4. Получаем результат возведения числа в указанную степень.

В случае, когда вместо конкретного значения используется адрес ячейки:

1. Окно аргументов функции выглядит так (с учетом наших данных):
2. Итоговая формула в этом случае имеет следующий вид: =СТЕПЕНЬ(A2;3) .
3. Как и в первом методе, результат можно растянуть на остальные ячейки столбца.

Вместо конкретного значения в аргументе функции “Степень”, также, можно использовать ссылку на ячейку, однако, это применяется крайне редко:

1. Заполнить окно аргумента можно либо вручную, либо с помощью клика мышью по нужной ячейке в таблице – аналогично заполнению аргумента “Число”.
2. В нашем случае формула выглядит так: =СТЕПЕНЬ(A2;B2) .
3. Растягиваем результат на другие строки, используя маркер заполнения.

Примечание: запустить Мастер функций можно по-другому. Переключаемся во вкладку “Формулы”, в разделе инструментов “Библиотека функций” кликаем по кнопке “Математические” и выбираем в предложенном перечне пункт “СТЕПЕНЬ”.

Также, некоторые пользователи предпочитают вместо использования окна Мастера функций и настройки ее аргументов, сразу писать финальную формулу функции в нужной ячейке, ориентируясь на ее синтаксис.

Очевидно, что этот метод несколько сложнее, чем первый. Но в определенных случаях он становится незаменим, когда приходится иметь дело со сложными функциями, в состав которых одновременно входит несколько операторов.

Метод 3: использование квадратного корня

Безусловно, этот метод вряд ли популярен среди пользователей, но и он в некоторых случаях применим, когда требуется возвести какое-то число в степень 0,5 (другими словами, вычислить его квадратный корень).

Допустим, требуется возведение числа 16 в степень 0,5.

1. Переходим в ячейку, где планируемся посчитать результат. Жмем кнопку “Вставить функцию” (fx) рядом со строкой формул.
2. В окне вставки функции выбираем оператор “КОРЕНЬ”, расположенный в категории “Математические”.
3. Аргумент у данной функции всего один – “Число”, так как с помощью нее можно выполнить только одно математическое действие – извлечение квадратного корня из указанного числового значения. Указать можно как конкретное число, так и ссылку на ячейку (вручную или выбрав с помощью клика левой кнопкой мыши). По готовности кликаем OK.
4. Результат вычисления по функции отобразится в выбранной ячейке.

Записываем число в степени в ячейку

Этот метод не направлен на выполнение расчетов и используется для того, чтобы записать число со степенью в заданной ячейке таблицы.

1. Для начала необходимо сменить формат ячейки на “Текстовый”. Для этого правой кнопкой мыши щелкаем по нужному элементу и в открывшемся контекстном меню выбираем пункт “Формат ячеек”.
2. Находясь во вкладке “Число” кликаем по пункту “Текстовый” в предложенных форматах и затем – по кнопке OK.Примечание: сменить формат ячеек можно и во вкладке “Главная” в основном окне программы. Для этого щелкаем по текущему варианту в разделе инструментов “Число” (по умолчанию – “Общий”) и в предложенном перечне выбираем необходимый пункт.
3. Пишем в выбранной ячейке сначала число, затем – его степень. После этого выделяем последнюю цифру с помощью зажатой левой кнопки мыши.
4. Нажав комбинацию Ctrl+1 попадаем в окно формата ячеек. В блоке параметров “Видоизменение” ставим флажок напротив опции “Надстрочный”, после чего щелкаем OK.
5. Получаем визуально правильное оформление числа в степени, что и требовалось.
6. Кликаем по любой другой ячейке (или или жмем Enter), чтобы завершить редактирование.

Примечание: так как мы изменили формат ячейки на “Текстовый”, ее значение программой больше не воспринимается как числовое, следовательно, в вычислениях применяться не может. Поэтому, если нужно именно возвести число в требуемую степень, нужно использовать первые три метода, описанные в данной статье.

Заключение

Таким образом, Эксель предоставляет пользователю на выбор два основных и один условный метод для возведения числа в степень. Помимо этого, когда требуется не выполнить расчеты, а просто записать число в степени для его визуально корректного представления в соответствии с правилами математического оформления, программа также предлагает такую возможность.