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π告訴你:“偶數(shù)平方的倒數(shù)和”和“奇數(shù)平方的倒數(shù)和”等于多少

 木樁指路 2020-07-21

前面我們介紹了歐拉自然數(shù)平方倒數(shù)之和公式,這個美妙的公式將延伸出許多與π相關(guān)的級數(shù)和

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例如我們在上述公式兩邊乘以1/2^2,這個式子就變成偶數(shù)平方的倒數(shù)之和

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我們用第一個式子減去第二個式子就變成了奇數(shù)平方的倒數(shù)之和

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所以我們就分別得到奇數(shù)平方的倒數(shù)之和等于π^2/8,偶數(shù)平方的倒數(shù)之和等于π^2/24,是不是很神奇

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我們繼續(xù)運用這個等式,奇數(shù)平方的倒數(shù)之和減去偶數(shù)平方的倒數(shù)之和(第一式減去第二式)

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我們就得到自然數(shù)平方交錯級數(shù)的結(jié)果,為什么說是交錯級數(shù)呢?因為它們正負相間,所以是交錯級數(shù)

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而且結(jié)果是收斂的,為π^2/12

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所以我們得到有關(guān)π的一系列和自然數(shù)平方倒數(shù)有關(guān)的無窮級數(shù)

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如果我們把歐拉的自然平方倒數(shù)和級數(shù)中的平方換成z,就得到著名的黎曼 ζ函數(shù)

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有關(guān)黎曼 ζ函數(shù)的特性,讓我們下一節(jié)拭目以待吧

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