【數學】什麼是尤拉常數?


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尤拉常數γ

尤拉常數γ是怎麼來的呢?他考慮

log ( 1 + 1 / x ) = ( 1 / x ) - ( 1 / 2x² ) + ( 1 / 3x³ ) - ( 1 / 4x4 ) + …

得 1 / x = log ( x + 1 / x ) + ( 1 / 2x² ) + ( 1 / 3x³ ) + ( 1 / 4x4 ) - …

上式中令 x = 1、2、3、…,n得

1 / 1 = log2 + ( 1 / 2 ) - ( 1 / 3 ) + ( 1 / 4 ) - ( 1 / 5 ) + …

1 / 2 = log ( 3 / 2 ) + ( 1 / 2•4 ) - ( 1 / 3•8 ) + ( 1 / 4•16 ) - ( 1 / 5•32 ) + …

1 / 3 = log ( 4 / 3 ) + ( 1 / 2•9 ) - ( 1 / 3•27 ) + ( 1 / 4•81 ) - ( 1 / 5•243 ) + …

1 / n = log〔 ( n + 1 ) / n 〕+ ( 1 / 2n² ) - ( 1 / 3n³ ) + ( 1 / 4n4 ) - ( 1 / 5n5 ) + …

兩邊相加得

1 + ( 1 / 2 ) + ( 1 / 3 ) + … + ( 1 / n ) = log ( n + 1 ) + ( 1 / 2 ) ( 1+ 1 / 4 + 1 / 9 + … + 1 / n² ) - ( 1 / 3 ) ( 1 + 1 / 8 + 1 / 27 + … + 1 / n³ ) + ( 1 / 4 ) ( 1 + 1 / 16 + 1 / 81 + … + 1 / n4 ) + ……

設γ= ( 1 / 2 ) ( 1 + 1 / 4 + 1 / 9 + … + 1 / n² ) - ( 1 / 3 ) ( 1 + 1 / 8 + 1 / 27 + … + 1 / n³ ) + ( 1 / 4 ) ( 1 + 1 / 16 + 1 / 81 + … + 1 / n4 ) + ……,n → ∞

則γ= 1 + 1 / 2 + 1 / 3 + … + 1 / n - log ( n - 1 ) ,n → ∞

利用

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規定γ= 1 + 1 / 2 + 1 / 3 + … + 1 / n - log n ,n → ∞

尤拉算得的尤拉常數γ近似值為 0.577218。到今天我們還不知道γ為有理數或無理數。尤拉解微分方程式 y" + k²y = z ( x ) 來折算木星和土星互相間的擾亂,得法國科學院獎。

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