发现与发明 › 18 世纪

欧拉-马歇罗尼常数1734

Euler–Mascheroni constant

限制谐波序列与自然对数之间的差异

欧拉-马斯刻若尼常数是一个数学常数,定义为调和级数与自然对数的差值:

摘自维基百科「歐拉-馬斯刻若尼常數」,CC BY-SA 4.0

类型
数学常数、实数、数学概念
发现 / 发明时间
1734 年
发现者 / 提出者
莱昂哈德·欧拉
命名来源
莱昂哈德·欧拉、洛伦佐·马斯凯罗尼
学科
物理学

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百科正文

它的近似值为 γ ≈ 0.577215664901532860606512090082402431042159335,

欧拉-马斯刻若尼常数主要应用于数论。

历史

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。欧拉曾经使用 C 作为它的符号,并计算出了它的前6位小数。1761年他又将该值计算到了16位小数。1790年,意大利数学家洛伦佐·马斯凯罗尼引入了 γ 作为这个常数的符号,并将该常数计算到小数点后32位。但后来的计算显示他在第20位的时候出现了错误。

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10242080。

性质

与伽玛函数的关系: -γ =Γ '(1)=Ψ (1)。 γ =lim _(x→ ∞)[x-Γ (1/x)]。 (公式略)。

与ζ函数的关系: (公式略)

= (公式略)。 lim _(ε → 0)(ζ (1+ε)+ζ (1-ε))/2=γ

γ γ =3/2-ln 2-∑ ₘ₌₂^(∞)(-1)^(m) (m-1)/m[ζ (m)-1]

  • = (公式略)。 (公式略)
  • γ (公式略)
  • γ γ =lim _(x→ ∞)[x-Γ (1/x)]

= (公式略)。 γ =∑ ₖ₌₁ⁿ1/k-ln(n)-∑ ₘ₌₂^(∞)(ζ (m,n+1))/m

积分: γ =-∫ ₀^(∞)e^(-x)ln x dx=∫ _(∞)⁰e^(-x)ln x dx

  • = =-∫ ₀¹ln ln 1/x dx
  • = (公式略)
  • = =∫ ₀^(∞)1/x(1/(1+x)-e^(-x)) dx
  • ∫ ∫ ₀^(∞)e⁻x²ln x dx=-1/4(γ +2ln 2)√(π)

∫ (公式略)。 γ =∫ ₀¹∫ ₀¹(x-1)/((1-x y)ln(x y)) dx dy=∑ ₙ₌₁^(∞)(1/n-ln (n+1)/n)

  • ∑ (公式略)
  • 级数展开式: γ =∑ ₖ₌₁^(∞)[1/k-ln (1+1/k)]
  • γ (公式略). (公式略)
  • γ (公式略)
  • γ (公式略)
  • γ γ =∫ ₀¹1/(1+x)∑ ₙ₌₁^(∞)x²ⁿ-1 dx

γ γ 的连分数展开式为: γ =[0;1,1,2,1,2,1,4,3,13,5,1,1,8,1,2,4,1,1,40,...] (OEIS数列A002852).

  • 渐近展开式: (公式略)
  • γ (公式略)
  • γ (公式略)

相关证明

前面的放缩法主要证明了 [(∑ ₖ₌₁ⁿ1/k)-ln(n)] 单调递减并下有界限(0),所以极限存在。放缩法的结论需要使用ln(1+x)和ln(1-x)的泰勒级数展开进行证明。

以上内容摘自维基百科「歐拉-馬斯刻若尼常數」,按 CC BY-SA 4.0 使用,去掉了参考文献、外部链接等尾部小节,公式改写成了纯文本。全文、配图和出处见原文。

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