指數成長計算機
計算離散複合成長或連續指數成長與衰減的終值。
計算指數成長
輸入初始值、百分比成長率,以及單位相符的時間期數。
關於指數成長
指數成長描述變化量與目前規模成正比的數量變化。線性成長每期增加固定數量,指數成長則每期乘以相同倍數。這種複合效果使數量越大,絕對增加量也越大。存款餘額、人口、細菌培養、科技普及、放射性衰變及許多其他過程都會使用此模型。
對於以獨立間隔發生的成長,計算機使用 A = P(1 + r)^t。P 為初始值,r 為以小數表示的每期成長率,t 為期數,A 為最終數值。輸入成長率 5 會在計算前轉換為 0.05。負百分比用來模擬衰減。離散成長率為 -100% 時,數量降為零;更低的成長率會讓乘數變成負數,因此不適用此模型。
連續成長使用 A = P e^(rt),其中 e 是歐拉數。此形式描述每個瞬間都發生的變化,而不是每年、每月或其他分開時點的變化。連續複利及理想化生物過程是常見例子。在相同正名目成長率下,連續成長的結果略高於每期複合一次的成長。
成長率與時間單位必須一致。若成長率按年表示,時間須以年輸入;若按月表示,時間須以月輸入。把年成長率搭配月數會誇大答案。計算機不限定數量單位,可用於金額、人數、細胞、質量或任何正的起始數量,但使用者須維持單位一致。
指數模型是實用的近似,不代表成長能永遠持續。真實人口會遇到資源限制,投資報酬會變動,物理系統也可能遵循更細緻的衰減定律。可用結果理解固定成長率的數學影響、比較情境及核對手算。用於規劃決策時,應搭配成長率變化、費用、限制與不確定性的合理假設。
指數成長範例
比較常見的成長與衰減情境。
| 輸入 | 最終數值 | 說明 |
|---|---|---|
| P = 1,000, r = 5%, t = 10 | 1,628.894627 | 每年進行離散複合成長。 |
| P = 1,000, r = 5%, t = 10 | 1,648.721271 | 相同名目成長率下的連續複合成長。 |
| P = 100, r = -5%, t = 15 | 46.329123 | 離散指數衰減。 |
如何使用計算機
- 定期複合請選離散成長;每個瞬間都變化則選連續成長。
- 輸入時間為零時的正初始值。
- 以百分比輸入成長率,衰減請使用負成長率。
- 輸入與成長率單位一致的時間期數。
- 選取「計算成長」,顯示最終數值與公式。
指數成長常見問題
指數成長的公式是什麼?
離散成長使用 A = P(1 + r)^t,連續成長使用 A = P e^(rt)。兩式中 P 是初始值,r 是每期成長率,t 是時間。
如何輸入 5% 的成長率?
在成長率欄位輸入 5。計算機會自動將百分比轉為小數 0.05。
這個計算機能模擬指數衰減嗎?
可以,輸入負百分比即可模擬衰減。離散衰減的每期成長率不得低於 -100%。
離散成長和連續成長有何差別?
離散成長在分開的間隔進行複合,例如每年一次。連續成長則每個瞬間都在複合,公式使用歐拉數。
為什麼成長率和時間要使用相符單位?
指數計算經過多少個成長率期間。因此年成長率需要以年表示時間,月成長率則需要以月表示。