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试述数列一个收敛到Euler常数超越数数列期刊

收藏本文 2024-02-07 点赞:17076 浏览:72207 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘要】 本文给出了一个收敛到Euler常数 的超越数数列,还给出一个用调和级数片段和计算Euler常数 近似值的公式。
【关键词】 收敛数列 Euler常数 超越数 调和级数 片段和
根据微积分知识,我们知道,Euler常数γ=0.5772156649…,但至今人们不知道γ是否是无理数. Euler常数γ与调和级数Σ ∞ k=1 1 k 的部分和紧密联系。作者在文献中证明了γ有如下的定义式(e表示自然对数的底 ,符号 表示不超过x的最大整数)
γ= lim →∞ (1+ 1 2 + 1 3 +… 1 [ek]-1 -k)
=1+ 1 2 + 1 3 +… 1 [ek]-1 -k+ θk [ek] ,……………(1)
其中k∈N+,0<θk<2.
在本文中,作者给出 的另一个定义式,从这个定义式中可得到这

摘自:毕业论文工作总结www.udooo.com

样的结论,即可以用一个超越数数列收敛到Euler常数γ.
考虑调和级数Σ ∞ k=1 1 k 的分段和. 当m≤n时,我们引入记号
H(m,n)=Σ ∞ k=1 1 k ,
这样利用微积分知识,易得
γ= H(1,n-1)-lnn+ θn n ,其中 1 2 <θn<1
又检测设对于k∈N+,rk满足
H(1,rk-2)那么我们有
0以及
k = H(1, rk-2)+ θk rk-1 ,0<θk<1
所以我们得到如下Euler常数γ的一个定义式
γ=H(1, rk-1)-lnrk+ θk rk
=k-lnrk+ θ2 rk-1 + θ1 rk , 1 2 <θ1<1,
= k-lnrk+ θ3 rk-1 , 1 2 <θ3<2, ………(3)
根据文献,当rk是大于1的整数时, lnrk是超越数,并且由上述推理过程可知, 当rk满足(2)式时, 的整数部分等于k-1,小数部分与γ的和近似等于1(当→∞时).也就是说,有
γ=1-{lnrk}+ θ3 rk-1 1 2 <θ3<2,
其中{lnrk}表示lnrk的小数部分
这样我们得到一个超越数数列{ak},其通项是ak=1-{lnrk},k=1,2,3,…,这个数列收敛到Euler常数γ.
另外,结合(1)和(3)两式,我们还可得到用调和级数Σ ∞ k=1 1 k 的片段和计算Euler常数γ的近似值的公式,即有如下等式
γ= lim →∞ ( 1 rk + 1 rk+1 + 1 rk+2 +… 1 [ek]-1 ,
= 1 rk + 1 rk+1 + 1 rk+2 +… 1 [ek]-1 + θk rk-1 ,………(4)
其中rk满足(2)式,0<θ<2 .
用初等数论知识可以得到一个结论,就是(1)和(4)两式中的主项化为小数后都是混循环小数,并且当→∞时,不循环的位数uk→∞.限于篇幅,证明从略.
猜想 Euler常数γ是一个无理数,也是一个超越数.
参考文献
尹必华.一个收敛于Euler常数的有理数列.现代教育信息.北京:世界科学教育出版社.2012(6):139-140.
朱尧辰,徐广善.超越数引论.北京:科学出版社.2003.

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