巴塞爾問題的這個解法,是如何想出來的?

時間 2021-12-21 18:54:33

1樓:Alepha E

我這裡之前有一種解法:

請問有人知道下面求和式的證明過程嗎?

對於你提問的那個思路,我打算從尤拉給出的方法[1],再來"猜一猜"三角級數的動機。

首先,尤拉先考慮指數求和 不定積分後就有

但是對這個再做積分就得不到了,於是需要約掉乙個x做積分。於是 Euler利用逼近法得到約為1.644924,需要展開約3萬項。

後來Euler發現這個結果帶約等於 從而打算從三角函式入手。

當初人們覺得像sin這種比較好的函式都可以由其零點和極點資訊以及乙個係數來刻畫,但是它是有無窮個零點,於是通過一頓摸索,可以總結出如下表示

接著,考慮其無窮展開的情形,至少要得和Taylor展開一致,我們有Taylor展開

然後對比一下係數,不難得證這個結果。

到這裡能看出來點思路了吧?

第乙個,對於這種級數求和的問題,就是考慮從冪級數做積分/微分來湊特定的形式,然後取特殊值點的值/極限。

第二個,一般結果帶著 的,都和圓有著一定聯絡。所以不妨拿和圓有關的函式去試試(保不齊發現新大陸)

所以第(2)項,先射箭再打靶,即先構造 這個顯然是可以通過不定積分把n放到分母下面,然後再取特殊值得到級數形式。

接著,利用Euler公式以及冪級數求和求出來它等於 ,也和三角級數部分做同樣的「積分→取特殊值」,最後得到結果。

對於其它Basel問題的歷史以及其它解法,可以參考[2]

2樓:

應該是某個數學家看到(2)後注意到它可以推出(1),然後就寫進書裡了。

推導是不需要的,因為從(2)一眼就能看出積分後分母是平方數。

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