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阿佩里常数


阿佩里常数定义为

 zeta(3)=1.2020569。。。,
(1)

(组织环境信息系统A002117号)其中泽塔(z)黎曼泽塔功能阿佩里(1979)证明了泽塔(3)不合理的,虽然不知道它是否是超越的.Sorokin(1994)和Nesterenko(1996)随后构造了独立的证明因为…的非理性泽塔(3)(Hata 2000)。阿佩里的证据涉及使用连分数

 6/(zeta(3))=5+K_(n=1)^系数(-n^6)/(17[n^3+(n+1)^3]-12(2n+1))
(2)

(Raayoni 2021年,Elimelech等。2023年)。

泽塔(3)自然产生于物理问题,包括电子的二阶和三阶项旋磁比,使用量子电动力学计算。

下表总结了计算上界的进度非理性措施对于ζ(3).这里是四氧化二锰由提供

四氧化二锰=1+(4平方英尺(平方英尺(2)+1)+3)/(4平方米(2)+1)-3)
(3)
 大约 13.4178202
(4)

(Hata 2000)。

多个(_n)上限参考
15.513891莱茵河和维奥拉(2001)
28.830284哈塔(1990)
12.74359德沃尼奇和维奥拉(1987)
413.41782Apéry(1979)、Sorokin(1994)、Nesterenko(1996),普雷沃斯特(1996)

Beukers(1979)复制了Apéry的有理逼近泽塔(3)使用形式的三重积分

 整数_0^1int_0^1int _0^1(L_n(x)L_n(y))/(1-(1-xy)u)dxdydu,
(5)

哪里L_n(x)是一个勒让德多项式.Beukers积分由提供

 zeta(3)=-1/2int_0^1int_0^1(ln(xy))/(1-xy)dxdy,
(6)

这是一个特殊情况的结果哈吉科斯塔斯的公式.

这个积分与泽塔(3)使用奇怪的身份

整数_0^1int_0^1int _0^1(x^ry^s)/(1-(1-xy)u)dxdydu={2zeta(3)-sum_(l=1)^(r)2/(l^3)对于r=s;sum_(l=min(r,s)+1)^
(7)
=r=s时为{2zeta(3)-2H_r^((3)),
(8)

哪里H_r^((n))是广义的谐波数磅平方英寸_k(x)是一个多囊膜功能(Hata 2000)。

相关金额泽塔(3)包括

泽塔(3)=5/2总数_(n=1)^(数量)((-1)^(n-1))/(n^3(2n;n))
(9)
=5/2sum_(k=1)^(infty)((-1)^[k+1)(k!)^2)/(2k)!k^3)
(10)

(由Apéry使用),相关金额

 zeta(3)=2/3(ln2)^3+4sum_(k=1)^infty((-1)^(k+1))/(k^32^k(2k;k))
(11)

2002年,G.Huvent首次证明了这一点(Gourevitch),B.Cloitre(2004年10月8日,pers.comm.)再次发现了这一现象,以及

sum_(k=0)^(infty)1/((2k+1)^3)=7/8泽塔(3)
(12)
=λ(3)
(13)
sum_(k=0)^(infty)1/((3k+1)^3)=(2pi^3)/(81sqrt(3))+(13)/(27)zeta(3)
(14)
sum_(k=0)^(infty)1/((4k+1)^3)=(pi^3)/(64)+7/(16)zeta(3)
(15)
sum_(k=0)^(infty)1/((6k+1)^3)=(pi^3)/(36sqrt(3))+(91)/(216)zeta(3),
(16)

哪里λ(z)Dirichlet lambda函数. The上述方程是Ramanujan(Berndt 1985)得出的一般结果的特例。

阿佩里常数由无限族给出BBP型公式表单的

泽塔(3)=4/3sum_(k=0)^(infty)((-1)^k)/((1+k)^3)
(17)
=4/3sum_(k=0)^(infty)(-1)^k[1/((3k+1)^3)-1/(3k+2)^3
(18)
=3/2总数_(k=0)^(数量)(-1)^k[1/((3k+1)^3)-1/((3k+2)^3)-2/((3k+3)^3)]
(19)
=4/3sum_(k=0)^(infty)(-1)^k[1/((5k+1)^3)-1/(5k+2)^3
(20)
=1/(15)总和_(k=0)^(系数)(-1)^ k[(21)/((5k+1)^3)-(21)(5k+2)^3
(21)
=4/3sum_(k=0)^(infty)(-1)^k[1/((7k+1)^3)-1/(7k+2)^3
(22)
=1/(30)总和_(k=0)^(infty)(-1)^k[(41)/(7k+1)^3)-
(23)

(E.W.Weisstein,2006年2月25日),以及令人惊讶的两个特殊总和

泽塔(3)=1/(672)sum_(k=0)^(infty)1/(4096^k)[(2048)/(24k+1)^3)-(11264)/(24k+2)^3)-(1024)/(24k+3)^3)+(11776)/(24k+4)^3)-(512)/(24k+5)^3)+(4096)/(24k+6)^3)+(256)/(24k+7)^3)+(3456)/(24k+8)^3)+(128)/((24k+9)^3)-(704)/(24k+10)^3)-(64)/(24k+11)^3)-(128)/(24k+12)^3)-(32)/(24k+13)^3)-(176)/(24k+14)^3)+(16)/(24k+15)^3)+(216)/(24k+16)^3)+8/(24k+17)^3) +(64)/((24k+18)^3)-4/((24 k+19)^3
(24)
=9/(224)总和_(k=0)^(infty)1/(4096^k)[(1024)/((24k+2)^3)-(3072)/(24k+3)^2)+(512)/+(16)/(24k+14)^3)+(48)/((24k+1 5)^3”+(72)/(24 k+16)^3“+(16。
(25)

Bailey将确定这种类型的总和作为练习等。(2007,第225页;已更正打字错误)。

一个美丽的双系列对于泽塔(3)由提供

 zeta(3)=1/3sum_(i=1)^inftysum_(j=1)|infty(i-1)!(j-1)!)/((i+j)!)H_(i+j),
(26)

哪里H_n(H_n)是一个谐波数(O.Oloa,个人通讯。,2005年12月30日)。

阿佩里的证据依赖于证明

 a(n)=总和_(k=0)^n(n;k)^2(n+k;k),
(27)

哪里(n;k)是一个二项式系数,满足递推关系

 n^3ann-(34n^3-51n^2+27n-5)a(n-1)+(n-1”^3a(n-2)=0
(28)

(van der Poorten 1979年,Zeilberger 1991年)。这个特征多项式 x^2-34x+1有根(1+/-平方(2))^4,所以

 lim(n->infty)(a(n+1))/(a_n)=(1+sqrt(2))^4
(29)

是不合理的a_n(名词)无法满足二期复发(Jin和Dickinson 2000)。

Apéry常数也由

 zeta(3)=8sum_(n=1)^infty(S_(n,2))/(n!n),
(30)

哪里S_(n,m)是一个第一类斯特林数.这可以改写为

泽塔(3)=1/2sum_(n=1)^(infty)1/(n^2)(1+1/2+…+1/n)
(31)
=1/2sum_(n=1)^(infty)(H_n)/(n^2),
(32)

哪里H_n(H_n)n个第个谐波数(卡斯特拉诺斯,1988年)。

使用Amdeberhan(1996)Wilf-Zeilberger对 (F,G)具有

 F(n,k)=((-1)^kk^2(sn-k-1)!)/((sn+k+1)!(k+1)),
(33)

s=1以获得

 zeta(3)=5/2sum_(n=1)^infty(-1)^(n-1)1/((2n;n)n^3)。
(34)

对于s=2,

 zeta(3)=1/4sum_(n=1)^infty(-1)^(n-1)(56n^2-32n+5)/(2n-1)^2)1/((3n;n)(2n;n
(35)

(Boros和Moll,2004年,第236页;Amdeberhan,1996年),以及s=3,

 zeta(3)=sum_(n=0)^inff((-1)^n)/(72(4n;n)(3n;n))(5265n^4+13878n^3+13761n^2+6120n+1040)/((4n+1)(4n+3)(n+1)
(36)

(Amdeberhan,1996年)。相应的G(n,k)对于s=1和2是

 G(n,k)=(2(-1)^kk^2(n-k)!)/((n+k+1)!(n+1)^2)
(37)

 G(n,k)=((-1)^kk^2(2n-k)!(3+4n)(4n^2+6n+k+3))/(2(2n+k+2)!(n+1)^2(2n+1)(^2)。
(38)

Amdeberhan和Zeilberger(1997)使用了威尔夫·泽尔伯格一对与的身份

 F(n,k)=(-1)^k(n!^6(2n-k-1)!(k!)^3)/(2(n+k+1)^2((2n)!)^3),
(39)

s=1、和t=1,以获得快速收敛的级数

 zeta(3)=sum_(n=0)^infty(-1)^n((n!)^(10)(205n^2+250n+77))/(64((2n+1)!)^5),
(40)

用于计算(3)到100万个十进制数字。坎贝尔(2022)使用了WZ获取的方法

 zeta(3)=-2/7-1/(448)sum_(n=1)^infty((-2^(12))^n(7168n^5-1664n^4-1328n^3+212n^2+49n-9))/(n^4(2n-1)(3n+1)(4n+1)。
(41)

积分对于泽塔(3)包括

泽塔(3)=1/2英寸_0^英寸(t^2)/(e^t-1)dt
(42)
=8/7[1/4pi^2ln2+2int_0^(pi/2)xln(sinx)dx]。
(43)

Gosper(1990)给出了

 zeta(3)=1/4sum_(k=1)^infty(30k-11)/((2k-1)k^3(2k;k)^2)。
(44)

A类连分数涉及Apéry’s常数为

 6/(zeta(3))=5-(1^6)/(117-)(2^6)或(535-)。。。(n^6)/(34n^3+51n^2+27n+5-)。。。
(45)

(1979年4月,《狮子座》1983年)。

泽塔(3)Glaisher-Kinkelin公司常数 A类多囊膜功能 psi_n(z)通过

 zeta(3)=2/3pi^2[12psi_(-4)(1)-6lnA-ln(2pi)]。
(46)

Gosper(1996)表示泽塔(3)作为矩阵乘积

 lim_(N->infty)产品_(N=1)^NM_N=[0 zeta(3);0 1],
(47)

哪里

 M_n=[(n+1)^4)/(4096(n+5/4)^2(n+7/4)^2)(24570n^4+64161n^3+62152n^2+26427n+4154)/(31104(n+1/3)(n+1/2)(n+2/3));0 1]
(48)

其给出每个项12个比特。前几个术语是

M_1=[1/(19600) (2077)/(1728); 0 1]
(49)
M_2(M_2)=[1/(9801) (7561)/(4320); 0 1]
(50)
M_3号=[9/(67600) (50501)/(20160); 0 1],
(51)

它给出了

 ζ(3)约(423203577229)/(352066176000)=1.20205690315732。。。。
(52)

给定三个整数随机选择,概率没有一个共同的因素会把他们全部分开

 [泽塔(3)]^(-1)约1.20206^(-1)约0.831907。
(53)

另请参见

Apéry常数逼近,阿佩里的常数连分式,阿佩里的常量数字,哈吉科斯塔斯公式,普朗克辐射函数,黎曼Zeta函数,黎曼-泽塔函数泽塔(2),三对数,威尔夫·泽尔伯格一对

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Amdeberhan,T.“快速收敛级数泽塔(3)."电子J.组合数学 第1期,R131-2996。http://www.combinatics.org/Volume_3/Abstracts/v3i1r13.html.阿姆德伯汉,T.和Zeilberger,D.“通过WZ方法的超几何级数加速”电子J.组合数学 4,第2号,R31-31997。http://www.combinatics.org/Volume_4/Abstracts/v4i2r3.html.也可在http://www.math.temple.edu/~zeilberg/mamarim/mamarimhtml/accel.html.阿普里,R.“非理性泽塔(2)et(等)泽塔(3)."Astérisque酒店 61, 11-13, 1979.贝利,D.小时。;Borwein,J.M。;新泽西州卡尔金。;Girgensohn,R。;卢克·D·R。;和V.H.Moll。实验数学在行动。马萨诸塞州韦尔斯利:A K Peters,2007年。贝利,D.H.博士。和克兰德尔·R·E。“随机生成器和正常数。”专家。数学。 11, 527-546, 2002.2月22日的预印本,2003年可在网址:http://www.nersc.gov/~dhbailey/dhbpapers/bcnormal.pdf.伯恩特,公元前。拉马努扬的笔记本:第一部分。纽约:Springer-Verlag,1985年。比克斯,F.“关于泽塔(2)泽塔(3)."牛市。伦敦数学。Soc公司。 11, 268-272,1979阿佩里数字的另一个一致性J.编号Th。 25, 201-210, 1987.Boros,G.和Moll,V。不可抗拒的积分:积分评估中的符号学、分析和实验。英国剑桥:剑桥大学出版社,2004年。博温,J.M。和Borwein,P.B。圆周率&AGM:分析数理论和计算复杂性研究。纽约:Wiley,1987年。J.M.坎贝尔。“WZ身份证明来自Chu和Kiliç,有应用。申请。数学。电子票据,22,354-361, 2022.Castellanos,D.“无处不在的Pi.第一部分”数学。美格。 61, 67-98, 1988.康威,J.H。还有盖伊,对。《大谜》这个《数字书》。纽约:Springer-Verlag,第261-262页,1996年。德比郡,J。Prime(主要)迷恋:伯恩哈德·里曼和数学中最伟大的未解决问题。纽约:企鹅出版社,第76和3712004页。Dvornicich,R.和Viola,C.《关于Beukers积分的一些评论》数论,合作数学。János Bolyai出版社,第51卷。荷兰阿姆斯特丹:北荷兰,第637-657页,1987年。Elimelech,R。;O.大卫。;德拉克鲁斯·蒙古尔,C。;Kalisch,R。;伯恩特,W。;Shalyt,M。;Silberstein,M。;哈达德,Y。;和卡米纳,I.“算法辅助发现数学常数的内在顺序。”2023年8月22日。https://arxiv.org/abs/2308.11829.尤厄尔,J.A.公司。“新系列表示法泽塔(3)."阿默尔。数学。每月 97, 219-220,1990芬奇,S.R。“阿佩里常数”§1.6在里面数学常数。英国剑桥:剑桥大学出版社,第40-53页,2003R.W.戈斯珀。“废弃矿田的露天开采《十九世纪数学》。“输入计算机数学(编辑D.V.Chudnovsky和R.D.Jenks)。纽约:Dekker,1990年。R.W.戈斯珀。“泽塔(3)至250000数字。" math-fun@cs.arizona.edu发布,9月。1, 1996.Gourevitch,P.“世界圆周率."http://www.pi314.net/hypergse11.php.古尼克,洛杉矶。“关于某些包含泽塔(3)."女演员阿里思。 42, 255-264, 1983.英语翻译阿默尔。数学。社会事务处理。 140, 45-55, 1988.海布尔,B.和Papanikolaou,T.“有理数列的快速多精度评估数字。“技术报告TI-97-7。德国达姆施塔特:达姆施塔大学1997年4月。Hata,M.“新的非理性措施对于ζ(3)."女演员阿里思。 92, 47-57, 2000.哈维尔,J。伽马射线:探索欧拉常数。新泽西州普林斯顿:普林斯顿大学出版社,第42页,2003Huvent,G.“订单供应表”,Pi314.net,2002http://s146372241.onlinehome.fr/web/pi314.net/supgase11.php#x13-107002r480个.Huylebrouck,D.“非理性证据中的相似性圆周率,液化天然气,泽塔(2)、和ζ(3)."阿默尔。数学。每月 108, 222-231,2001Jin,Y.和Dickinson,H.“Apéry序列和传说转变。J.澳大利亚。数学。Soc.序列号。A类 68, 349-356, 2000.Lionnais,F。女同性恋名字是可以重复的。巴黎:赫尔曼,第36页,1983年。内斯特伦科,余。五、。“关于泽塔(3)."马特·扎梅特基 59, 865-880, 1996.英语翻译数学。笔记 59, 625-636, 1996.普劳夫,S.“常数计算的当前记录表”http://pi.lacim.uqam.ca/eng/records_en.html.普雷沃斯特,M.“非理性的新证明泽塔(2)泽塔(3)使用PadéApproximants。J.计算。申请。数学。 67, 219-235, 1996.拉约尼,G;哥特利布,S。;庄园,年。;Pisha,G。;哈里斯,Y。;美国门德洛维奇。;哈维夫,D。;哈达德,Y。;和Kaminer,I.“发电关于Ramanujan机器基本常数的猜想。自然 590,67-73, 2021.Rhin,G.和Viola,C.“泽塔(3)."女演员阿里思。 97,2001年2月26日至29日。新泽西州斯隆。答:。顺序A002117号/M0020型在“整数序列在线百科全书”中索罗金,V.N.公司。“Nikishin系统的Hermite-Padé近似和非理性泽塔(3)."Uspekhi Mat.Nauk公司 49, 167-168, 1994. 英语翻译俄语数学。调查 49, 176-177, 1994.斯利瓦斯塔瓦,H.M。“有些Riemann-Zeta函数求值和表示的简单算法在正整数参数处。数学杂志。分析。应用。 246, 331-351,2000van der Poorten,A.“Euler错过的证据……Apéry的非理性的证明泽塔(3)."数学。英特尔。 1, 196-203, 1979.韦德尼夫斯基,美国“128000026泽塔数字(3)。http://pi.lacim.ukam.ca/piDATA/Zeta3.txt.威尔斯,D。这个企鹅奇趣数字词典。英国米德尔塞克斯:企鹅图书,第33页,1986年。Zeilberger,D.“创造性的方法伸缩。J.塞姆。计算。 11,195-2041991年。

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阿佩里常数

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“阿佩里常数。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/AperysConstant.html

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