欧拉和的新证明

合集下载
相关主题
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
从 而得 到

) 。
T + + … 1 1去 + 十


+一, …警
即自奇倒平和式 一. 为然数数方公 薹 警 而 + 薹 于得 薹 一. 是到
2 无 穷幂 级 数 积 分 法
z ∈ (,) , 。1 时 的幂级 数展 开式 为
志 -+抖 抖 抖 . 2) 1 .( )! .2 1 +n! (! ! 一
( n+ 1 ! 2 )!
d, z ∑ 有
() 5
( n+ 1 1 2 )! 2 ! n! ( n+ 1 z 计 . 2 ) 。
由 Ab l 二 定 理 Ⅲ ,( )式 对 一 切 9 e第 5 5 '∈ [ ,]皆 成 立 .取 z 一 1 O1 ,得 到 关 于 丌 的 一 个 级 数 表 达 式

每 项 闭 间[号号 上 续由 尔 特 斯Kr es s15 17M 别 可 ,给 一 在 区 一 ,] 连 ,维 斯 拉 ( 1 it s8 — 8) 判 法 知任 aw e r 1 9 ra ∈[号号 ,数 级 ( 扎)!! 一 ,] 项 数∑ 2 函
n 0 茹
( n+ 1 1 2 )!
对任意复数 s若 R ( > l则 >: 一 l ( 一P 一, , e ) , l 1 )
其 中 为 自然数 , P为素数 . ue 乘 积公式 将一 个对 自然 数 的倒 数 求 和表 达 式 与一 个 对 素数 的 连乘 积 表 达 E lr 式 联 系在一 起 , 蕴涵 着有关 素数 分 布的重 要信 息. 欧 拉L 提 出了两种 方法 、 1 ] 4个证 明 , 个个奇 巧 、 美丽 、 刻. 现代 学者 也 给 出一 些更 严 格 的新证 明 , 中 深 近 其
文 献 [—] 明 比较简 捷. 文借 助类 比 的数学 思 想 , 用 根 与 系数 的关 系及 函数项 级 数 一致 收 敛 的 概念 , 25 证 本 利
给 出欧 拉和 的几 种新 的证 明方 法.
1 有 限次代 数 方 程根 与 系 数 的 关 系 类 比到 无 限 次 方程 法
第 3期
黄 炜 : 拉 和 的 新证 明 欧
・ 4 ・ 2 1
对 式 边 到z 分注 到 级 的 项 积 和号 acz 等 两 从。 积 ,意 幂 数 逐 可 性 一r。 — cs
吾一ac x ( +1 ! ( 1 z : + 一 ro 一∑ 2 )! 2 )。 井 z。 c s 一 n — — z n+
以 - l 4 a z - … + n X o4 盘 - 2 4 一 0,口 0≠ 0,
如 果有 个 不 同的根 。 : , ,
“, , 上式 左边 的多项 式能 够表 示为 个线 性 因子乘 积 , 则 即
n n n。 … n ” - (一 (一 …1 ) 。 +z + + 一1 ) ) ) 一 ・ + z
1一 。 _
( n+ 1 ! 2 )!
C 0 t . OS井 dt
(” 2 )! !
( n+ 1 2 )
-三 -
由 于6 ]
所以 ∑
n= 1
fc 21t 王o t 一 。s d
J0
(, ! 2z )!
第4卷 第3 O 期 21 年 5 01 月
内蒙 古 师 范 大 学 学报 ( 自然科 学 汉 文版 )
J u n l fI n rM o g l r lUnv riy ( t r l ce c dt n o r a o n e n oi No ma ie st Na u a in e E io ) a S i
比 2式的 次 数有b一 0吉4吉+…+吉) 察无 项方 较( ) 二 项系 6、 -々2 (1 . 考 穷多 程 e
1手+ 手十 ’ 一 手一 . 一O
及 幂级 数展 开式
( 3 )
c =- 手一 ・ 。 I手+ 手 s z
由 方 czo 根 ± ,孚 ± ± ± … 方 (左 可 示 于 程。 — 的 为 号± , , s , ,故 程3 边 表 为 )
一 一


是 书 中所 论 素数倒 数求 和 问题 中的一 个特殊 情形 . 发 表 于 1 8 在 6 9年 的论文 “ 有 有 限 和 的无穷 级 数 的算 术 具 命题” , 中 瑞士 著名 数学 家雅 各 ・伯努 利 (a o en ul 1 5 — 1 0 ) 分重 复 了蒙 哥 利 的无 穷级 数 工 作 , J cbB ro l , 6 4 7 5 部 i 在论 文最 后 , 伯努 利称 , 尽管 级数 1 3 6 1 + l5 +1 +1 +1 0 1 +… 的 求 和 问题 易 如反 掌 , 奇怪 的是 , 1 式 的和 但 () 却难 以求 出. 说 :如果 有谁 解决 了这 个迄今 让 我们 束 手无 策 的难 题 , 他 “ 并告 知 我 们 , 我们 将 十 分感 激 他. 实 ” 际上 , 当时欧 洲的 一流数 学家 , 约翰 ・ 如 伯努 利 ( en ulJ 1 6 — 1 4 ) 其 子丹 尼 尔 ・ 努 利 ( en ul B r o l , 6 7 7 8 及 i 伯 B ro l i D, 7 0 7 2 、 德 巴 赫 ( lb c 1 9 — 1 6 ) 莱 布 尼 茨 ( eb i G W , 6 6 — 1 1 ) 棣 莫 佛 1 O —1 8 ) 哥 God a h C, 6 0 74 、 L inz 1 4 76、 ( ir D ,6 7 7 4 、 MoveA e 1 6 —1 5 ) 斯特林 ( t l gJ 1 9 —1 7 ) 都未 能 成功 地 解决 这 一 难题 . 中哥 德 巴赫 S i i ,6 2 7 0 等 rn 其 在与丹 尼 尔 的通 信 ( 7 9 中给 出和的上 、 限为 1 6 4和 1 6 5 斯 特林在 其《 分法 3 Meh d sdf rn 12 ) 下 .4 .4 ; 微 ( to u i ee — f t l ,7 0 中给 出的近 似值 为 1 6 49 4 6 . i i 13 ) as . 4 3 6 0 13 7 4年 , 一位 师 从 约 翰 一 伯努 利 的青 年 数 学 家 欧拉 ( ue 1 0 — 1 8 ) 举 解决 了 当时 与 费 尔 马 E l L,7 7 7 3 一 r ( ema P,6 1 6 5 大定 理齐 名 的困扰数 学家 百年 之久 的 问题平 方倒 数求 和 , F r t 1 0 —1 6 ) 完成 了其导 师伯努 利 的心 愿 . 7 7年 , ue 在一篇 题 为《 13 E lr 对无 穷级 数 的若干 观察 》 的论文 中提 出并 证 明了 E lr 积公 式 : ue 乘
c。 在 区 一 ,] 一 收 于 数逐 。 s 闭 间[号号 上 致 敛 函 ,
C S神 d . O 0 t t
项 取积 分 , 有


号 - C) 薹 ( tO 号 -S t ∑


l ( n+ 1 1 2 )! 2 ! n 1 ( n+ 1 。 2 ) 1
证明方法.
关 键 词 : 拉 和 ;根 与 系 数 关 系 ;函数 项 级 数 ;一 致 收 敛 欧 中 图 分 类 号 : 5 . O 16 0 文献标志码 : A 文 章 编 号 :1 0— 75 2 1) 3 0 3 - 4 0 1 8 3 ( 0 1 0— 2 9 0
欧拉 和 亦 即平 方倒 数求 和 , 早 出现 于 1 最 7世纪 意 大利 数 学 家蒙 哥 利 ( n oi 1 2 — 1 8 ) 算 术 Me g lP, 6 6 6 6 的《 求 和新法 》No a u daua r h t a ,6 0 . 穷级 数 ( v eq a rtreai mei e 1 5 ) 无 t c
类 比是人 们 把解决 个 别 问题 所得 的经 验用 来解 决其 他 类 似 问题 的一 种类 似 联 想 的思 维 方法 , 比这 一 类 重要 的数 学 方法 , 曾被 1 7世纪 德 国著 名数 学家 和天 文 学家 开普 勒 ( pe , 5 1 1 3 ) Ke lr 1 7 — 6 0 视为 “ 道大 自然 J 知
∞ ∑


∑ ( )!! 2
n 0 一
( n+ 1 2 )
特别 地 , z— CS 代人 ( ) , 将 Ot 5 式 有
( n+ 1 ! 2 ) !
詈 一 一
2 ! ( + )c2 , ∈[号 n ! 2 1 0 一 , n S
1 ( n+ 1 2 )
1 +一+ ( ( ( × _ 手手.卜 卜 卜 . 手 一 裔) )裔). ×

由 ∑ 于
n= 1
) 。

) , ∈ . 。V R 1
() 4
绝对 收敛 , 故这 个无 穷乘积 是绝 对收敛 的. 比较 ( )式两 边 z 4 。的系数 , 有
2 号 。 ) + 寿裔+)(+). ( (+ 。 一)萼。 。 ( (
Vo1 0 .4 NO. 3
Ma y 201 1
欧 拉 和 的 新 证 明
黄 炜
(. 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 基 础 部 . 西 西安 7 0 1 ; . 1西 陕 10 6 2 宝鸡 职 业技 术 学 院 基 础部 , 西 宝 鸡 7 1 1 ) 陕 2 0 3

要 : 助 类 比 的数 学思 想 , 用 根 与 系 数 的 关 系 及 函数 项 级 数 一致 收敛 的概 念 , 出 欧 拉 和 的 几 种 新 的 借 利 给

20・ 4
内 蒙古 师 范 大学 学报 ( 自然 科 学 汉 文 版 )
第4 O卷
前 2 7 前 2 2 球表 面 积公式 的获 得 , 顿 ( wtnI1 4 —1 2 ) 8- 1) 牛 Ne o , 6 2 7 7 一般 有理 数指数 情形 的二项 式定理 的发
现 , 是这种 思维方 法 的两个 典型 例子. 就 对 有 限次代 数方程
比较这 个恒 等式两 边 z同次 幂 的系数 , 得 到根与 系数 的关 系. 别地 , 就 特 如果是 偶次 方程 6 一 b 4 bz 4 0 l - 2 -

+ ( 1 一 )b
一0 有 2 , n个不 同的根 , 一 。 , , 一 , , , … 一&, 则
6 6 +z+ +一)z一( 著( 著( 著…1善, ( o t 6 … ( 61 )一 )一 )( ) 一 z 1 " 。一 1 1 62 一 2 )

切 秘 密” 导 师” 被 波利 亚 ( og oy ,8 7 9 5 称 为科 学 发现 的“ 大 的引路 人 ” 翻 开数 学 历史 的“ , Ge r eP la 1 8 —1 8 ) 伟 .
的 画卷 , 们 往 往 能 看 到 数 学 家 在 做 出数 学 发 现 时 , 比思 维 所 起 的关 键 作 用 . 基 米 德 ( c i d s 我 类 阿 Arhme e ,
收 稿 日期 :2 1-80 0 00-3
基 金 项 目 :国 家 自然 科 学 基 金 资 助项 目(0 7 1 5 ;陕 西 省 自然 科学 基 金 资 助项 目(J 8 8 16 15 ) S 0 A2 )
作 者 简 介 :黄 炜 (9 1 , , 西岐 山人 , 1 6 一)男 陕 西安 铁路 职业 技 术 学 院教 授 , 主要 从 事 数论 及 数 学应 用 研 究 , - alw h ag i 13 C1. E m i p unwe 6.O I ; @ T பைடு நூலகம்
相关文档
最新文档