欧拉-马斯切罗尼常数

一、说明

        知道欧拉常数是什么吗?知道啥是调和级数吗?这里给出欧拉常数的来龙去脉,和调和级数以及ln(n)的关系。

欧拉-马斯刻若尼常数: Euler-Mascheroni Constant

二、起源

欧拉-马斯刻若尼常数是一个数学常数,该常数最先由瑞士数学家莱昂哈德·欧拉在1735年发表的文章De Progressionibus harmonicus observationes中定义。目前尚不知道该常数是否为有理数,但是分析表明如果它是一个有理数,那么它的分母位数将超过10^{242080}

欧拉-马斯刻若尼常数定义为调和级数与自然对数的差值:

还记得谐波系列吗?

通常情况下,它是一个人第一次遇到一个系列,其中单个项连续减少,但系列发散到无穷大。下面的引文很好地总结了谐波级数的臭名昭著:

今天,我对我的微积分学生说:“我知道,你们正在看这个系列,你们没有看到我在警告你们什么。你看着它,你会想,'我相信这个系列。我会从这个系列中拿糖果。我会坐上这个系列的车。但我要警告你,这个系列是为了让你。永远记住:谐波级数发散。永远不要忘记它。

事实上。永远不要忘记。谐波级数发散。一路不断地与收敛调情,但缓慢但坚定地走向无限。增长如此缓慢。在你的掌握中,却又脱离了它。冷酷地诱惑着它的追求者。

到目前为止,该系列的分歧已经通过无数不同的证据得到证实,尽管没有比第一个更漂亮的了,它以其简单而著称。但是,在本文中,我们将关注这个问题

是否有任何函数可以为谐波级数的部分和提供体面的近似值?

在这里,通过部分和,我们指的是级数的前 n 项,即 -

事实证明有一个,自然对数函数。随着 n 变大,部分和与 ln(n) 之间的差值接近有限极限。这个极限被称为欧拉-马斯切罗尼常数,γ(伽马)。

常数首次出现于 1734 年,它的名字来源于两位数学家——无处不在的莱昂哈德·欧拉和意大利数学家洛伦佐·马斯切罗尼。采用符号γ很可能是因为常数与伽马函数(阶乘函数的扩展)的联系。尽管已经存在了近300年,但伽马的合理性仍然是一个悬而未决的问题。此外,尚不清楚伽玛是代数的还是先验的。

谐波级数与对数函数有什么关系?这正是本文的内容。这里遵循的过程依赖于几何直觉,并且是级数收敛的成熟测试(积分测试)的原型。

然后

为了更好地理解,本文分为四个部分

  • 证明 T_n(下标中的 n)是有界的。
  • 证明T_n是单调递减的,因此具有确定的极限,即γ存在。
  • 为γ找到一个更严格的下限
  • 为感兴趣的读者提供有关系列收敛的一些其他(严格)细节。

三、T_n是有界的

首先,我们给γ一个下限。 下面是 y = 1/x 的图。在这里,我们利用了众所周知的技巧,即将图下的面积与单位宽度的矩形条进行比较,高度等于该点的函数值。

从上面可以清楚地看出

概括地说,我们得到

在证明了T_n是从下面有界的之后,我们现在继续证明它也是从上面有界的,通过对上述方法的轻微操作。

以前,矩形的面积在曲线下方的面积中占主导地位。反之亦然呢?

我看看。

在这种情况下

再次,概括,我们得到

结合上述两个结果,我们得到

因此,T_n是有界的。

四、T_n单调递减

现在我们证明T_n单调递减,即,

证明 —

回想一下 ln(x) 的泰勒级数展开式 —

现在

Therefore, we can safely use the above Taylor series expansion. Continuing —

现在,观察一下,

这意味着上面总和中的第一个项以及每个项都是负数。从而证明

因此T_n单调递减。

现在,结合这两个事实——

  • T_n是有界的。
  • T_n正在单调递减。

使用单调收敛定理,我们得到T_n确实收敛到一个固定的极限。也就是说,γ存在。

五、为γ提供更严格的下限

综上所述,我们可以自信地说

但是我们能收紧吗?

如果我们用梯形代替矩形会怎样?

鉴于 y = 1/x 的凸性质,梯形覆盖的面积大于曲线。

从上面,我们看到——

再一次,概括一下,我们得到——

现在,由于

因此,我们有——

因此,我们将γ的下限从 0 提高到 1/2。

事实证明,γ,正确到小数点后 5 位的值是 0.57721,离我们的下限不远!

六、关于序列收敛的其他内容

这是一个辅助部分,我们在其中明确地证明了我们已经(隐式)在上述部分中使用的结果。

假设有两个序列——

那么,我们必须——

证明 —

首先,让我们回顾一下序列收敛的含义。

现在,我们通过矛盾来构造一个证明。

上面的最后一行表示,对于 n > N₀,a_n 仅限于 a₀ 的 r 邻域,b_n 仅限于 b₀ 的 r 邻域。

从视觉上说——

以上可以明显看出——

因此,我们得出了一个矛盾。因此,我们的假设(a₀<b₀)是错误的。因此,a₀  b₀。

感谢您的阅读。希望你喜欢这篇文章。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mfbz.cn/a/498789.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

网络七层模型之数据链路层:理解网络通信的架构(二)

&#x1f90d; 前端开发工程师、技术日更博主、已过CET6 &#x1f368; 阿珊和她的猫_CSDN博客专家、23年度博客之星前端领域TOP1 &#x1f560; 牛客高级专题作者、打造专栏《前端面试必备》 、《2024面试高频手撕题》 &#x1f35a; 蓝桥云课签约作者、上架课程《Vue.js 和 E…

基于Java二手交易系统设计与实现(源码+部署文档)

博主介绍&#xff1a; ✌至今服务客户已经1000、专注于Java技术领域、项目定制、技术答疑、开发工具、毕业项目实战 ✌ &#x1f345; 文末获取源码联系 &#x1f345; &#x1f447;&#x1f3fb; 精彩专栏 推荐订阅 &#x1f447;&#x1f3fb; 不然下次找不到 Java项目精品实…

【Canvas与艺术】硬朗风格十二棱表表盘

【效果图】 【代码】 <!DOCTYPE html> <html lang"utf-8"> <meta http-equiv"Content-Type" content"text/html; charsetutf-8"/> <head><title>硬朗风格十二棱表表盘</title><style type"text/css…

每日汇评:黄金在2024年第一季度创下历史新高,接下来会发生什么?

周四&#xff0c;金价创下2236美元的历史新高&#xff0c;为2024年第一季度画上了圆满的句号&#xff1b; 在美债收益率低迷、美国经济强劲的背景下&#xff0c;金价没有受到美元走强的影响&#xff1b; 在复活节期间&#xff0c;金价有望达到2251美元&#xff1b; 黄金价格位于…

【好书推荐】企业级数据架构

前言 2017年英国《经济学人》杂志提出一个观点&#xff1a;世界上最具价值的资源不再是石油&#xff0c;而是数据。围绕数据的各种概念的提出或者理论层面的探索从未停止过&#xff0c;例如数据要素、数字经济、数字化转型以及数据资产以及定价等。不同行业的企业乃至整个社会…

直播录制视频软件推荐,提升你的直播质量!

随着直播行业的蓬勃发展&#xff0c;直播录制视频软件也日益受到广大用户的青睐。无论是为了保存精彩的游戏瞬间&#xff0c;还是为了制作专业的教程视频&#xff0c;一款好的录制软件都是必不可少的。本文将详细介绍三款主流的直播录制视频软件&#xff0c;帮助读者了解它们的…

EfficientSAM 项目排坑

EfficientSAM 项目排坑 任务过程记录创建环境运行示例 任务 跑通这个项目代码 过程记录 创建环境 readme里没有说具体怎么配置环境&#xff0c;所以可能对我来说还挺困难的。 现把项目git下来&#xff1a; git clone https://github.com/yformer/EfficientSAM.git cd Effi…

中电金信:“人工智能+”首次写入政府工作报告,各大企业何以破局AI模型挑战

2024年全球新一轮技术变革加速来临&#xff0c;大模型作为人工智能发展的核心引擎&#xff0c;正引发一场全新的工业革命。今年全国两会期间&#xff0c;人工智能成为最热话题之一。“人工智能”首次被写入政府工作报告。今年政府工作报告提出&#xff0c;深化大数据、人工智能…

Java与Go:字符串转IP

在本文中&#xff0c;我们将了解如何将简单的对比Java和Go是如何将字符串解析为IP地址。 Java 在Java中&#xff0c;将字符串转换为IP地址最无脑的一个方法&#xff1a; import java.net.InetAddress; import java.net.UnknownHostException;public class Main {public stat…

专题二_滑动窗口(2)

目录 1658. 将 x 减到 0 的最小操作数 解析 题解 904. 水果成篮 解析 题解 1658. 将 x 减到 0 的最小操作数 1658. 将 x 减到 0 的最小操作数 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 解析 题解 class Solution { public:int minOperations(vector<int>& num…

Mojo与Python——wsl安装mojo

文章目录 前言一、wsl设置二、安装步骤三、mojo初体验四、vscode联合开发总结 前言 此课程为系列课程&#xff0c;借助python语言来学习python语言的超集mojo。可以持续关注。 一、wsl设置 powershell查看wsl的版本&#xff0c;如果版本是1需要修改为2。 二、安装步骤 1.安装m…

翔云身份证实名认证接口-PHP调用方法

网络平台集成实名认证接口&#xff0c;是顺应当下网络实名制规定&#xff0c;有效规避法律风险。互联网平台若没有实名认证功能&#xff0c;那么便无法保证网民用户身份的真实性&#xff0c;很有可能被虚假用户攻击&#xff0c;特别是在当网络平台产生垃圾信息乃至是违法信息时…

[C/C++] -- 二叉树

1.简介 二叉树是一种每个节点最多有两个子节点的树结构&#xff0c;通常包括&#xff1a;根节点、左子树、右子树。 满二叉树&#xff1a; 如果一棵二叉树只有度为0的结点和度为2的结点&#xff0c;并且度为0的结点在同一层上&#xff0c;则这棵二叉树为满二叉树。深度为k&a…

【Redis教程0x08】详解Redis过期删除策略内存淘汰策略

引言 Redis的过期删除策略和内存淘汰策略是经常被问道的问题&#xff0c;这两个机制都是做删除操作&#xff0c;但是触发的条件和使用的策略是不同的。今天就来深入理解一下这两个策略。 过期删除策略 Redis 是可以对 key 设置过期时间的&#xff0c;因此需要有相应的机制将…

葵花卫星影像应用场景及数据获取

一、卫星参数 葵花卫星是由中国航天科技集团公司研制的一颗光学遥感卫星&#xff0c;代号CAS-03。该卫星于2016年11月9日成功发射&#xff0c;位于地球同步轨道&#xff0c;轨道高度约为35786公里&#xff0c;倾角为0。卫星设计寿命为5年&#xff0c;搭载了高分辨率光学相机和多…

步态采集平台

&#x1f349;步骤一、读取视频每一帧图像 &#x1f349;步骤二、对读取的图像进行分割&#xff0c;得到全景下的步态轮廓图。 ​​​​​​​&#x1f349;步骤三、对读取的图像进行裁剪得到归一化的步态轮廓图。 ​​​​​​​&#x1f349;步骤四、保存这一帧步态轮廓图

日期编号自增

SimpleDateFormat dateFormata new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");String format dateFormata.format(new Date());String hh"CQ20240329001"; // 截取日期部分String surq hh.substring(0,10); // 截取编号String chzc hh.substring(10…

免费翻译pdf格式论文

进入谷歌翻译网址https://translate.google.com/?slauto&tlzh-CN&opdocs 将需要全文翻译的pdf放进去 选择英文到中文&#xff0c;然后点击翻译 可以选择打开译文或者下载译文&#xff0c;下载译文会下载到电脑上&#xff0c;打开译文会在浏览器打开。

【学习笔记】java项目—苍穹外卖day01

文章目录 苍穹外卖-day01课程内容1. 软件开发整体介绍1.1 软件开发流程1.2 角色分工1.3 软件环境 2. 苍穹外卖项目介绍2.1 项目介绍2.2 产品原型2.3 技术选型 3. 开发环境搭建3.1 前端环境搭建3.2 后端环境搭建3.2.1 熟悉项目结构3.2.2 Git版本控制3.2.3 数据库环境搭建3.2.4 前…

Linux:详解TCP协议段格式

文章目录 认识TCPTCP协议段格式 本篇主要总结的是TCP协议的一些字段 认识TCP TCP协议全称是传输控制协议&#xff0c;也就是说是要对于数据的传输进行一个控制 以上所示的是对于TCP协议进行数据传输的一个理解过程 全双工 至此就可以对于TCP协议是全双工的来进行理解了&…
最新文章