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除了 π、e 等这些常数,还有哪些伟大的常数?他们的意义都是什么?为什么都是无理数呢?

本帖由 漂亮的石头2021-09-20 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    [​IMG] 东城居士,读万卷书,行万里路。 阅读原文

    就数学常数而言,除了

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    最伟大的常数应该要数 Euler-Mascheroni 常数

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    其中

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    称为 调和数. 由定义可以看出 Euler-Mascheroni 常数

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    刻画了当

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    足够大时调和数

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    与对数

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    的差.

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    Euler-Mascheroni 常数的意义

    之所以说 Euler-Mascheroni 常数

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    是除了

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    之外最伟的常数,那是因为它与

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    一样会频繁地出现在数学的各个方面. 比如

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    为正整数

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    的正因子的个数. 在 1838 年,著名数学家 Dirichlet 得到了

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    为第

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    个素数,数学家 Mertens 得到了著名的 Mertens 定理

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    我们记

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    为不超过

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    Mersenne 素数 的个数. 1983 年,数学家 Wagstaff 模仿著名的 素数定理 提出下述猜想:

    猜想

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    EulerGamma 函数 定义如下

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    则其有 Weierstrass 型 无穷乘积形式

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    我们定义 Digamma 函数

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    则我们有

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    运用这些公式,我们可以得到

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    下面这些级数与

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    有关.

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    其中

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    Riemann Zeta 函数.

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    非平凡零点,则

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    Bernoulli 数

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    Bernoulli 多项式. 则我们有

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    我们定义 对数积分

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    则我们有

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    下面这些积分与

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    有关.

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    下面这些极限与

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    有关.

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    是数学中最重要的三个常数,因此经常被数学家喻为数学常数中的 holy trinity. 它们有着形式非常相似的无穷乘积:

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    1997 年,数学家 Wilf 得到了一个十分优美的同时包含

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    三个常数的公式:

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    由于

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    的极端重要性,数学家对其进行了很多的研究,得到了各种各样的表达式:

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    虽然我们得到了

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    的很多表达式,然而却没有一个能够帮助我们确定

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    是否为无理数,至于是否为超越数那就更不得而知了,所以有人说

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    是数学中最大的迷!据说英国著名的数学家 Hardy 曾对外宣称要是谁能证明

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    是无理数,他将把他在牛津大学的 Savilian 教授职位让出来给那个人!

    阅读原文
     
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