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奇奇怪怪的问题(五)巴塞尔问题//或许……你听说过…欧拉的故

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奇奇怪怪的问题(五)巴塞尔问题//
或许……你听说过…欧拉的故事吗?


来自Android客户端1楼2020-06-29 20:37回复
    巴塞尔问题是一个有名的数论问题,文字表述为:求所有平方数(比如说1,4,9…)的倒数之和


    来自Android客户端2楼2020-06-29 21:00
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      2025-11-16 19:47:53
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      正好刚刚讲了sinx函数的展开式,刚好就可以拿来解决这个问题


      来自Android客户端3楼2020-06-29 21:00
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        历史上,欧拉首先解决了这个问题,使他一举成名
        他的解法虽然不是特别严谨(但后来他也给出了严格的解法),但是非常巧妙,就像是先知道了答案再得出过程……
        下面就来讲一下欧拉的解法


        来自Android客户端4楼2020-06-29 21:09
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          首先,根据sinx的级数展开式,可以得到(sinx)/x的级数展开式


          来自Android客户端5楼2020-06-29 21:13
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            接下来就是重点…


            来自Android客户端6楼2020-06-29 21:35
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              一个多项式方程,比如说x²-4=0它的解是2和-2
              多项式(x²-4)因式分解得到(x+2)(x-2)
              可以看出,因式分解一个多项式的关键就是找到这个多项式为0的方程的解


              来自Android客户端7楼2020-06-29 21:38
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                所以要分解(sinx)/x这个无穷级数,也应该找到它的解,方程的解就是函数的零点
                (零点是一个确定的值,就是因变量是0时,自变量的值)


                来自Android客户端8楼2020-06-29 21:40
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                  2025-11-16 19:41:53
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                  如图,是函数f(x)=(sinx)/x的函数图像
                  可以看出,函数的零点集合为kπ,k是整数(正整数和负整数)






                  来自Android客户端9楼2020-06-29 21:43
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                    既然找到了零点,也就是找到了方程的根,就可以进行分解了


                    来自Android客户端10楼2020-06-29 21:45
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                      把原先(sinx)/x的级数变为这种形式
                      图源:百度百科


                      来自Android客户端11楼2020-06-29 21:50
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                        为什么要变为这种形式呢?
                        就和上面说的多项式方程的因式分解一样,分解出来,每个括号里的结果必须等于0
                        现在方程的根是x=kπ,为了保证括号里的结果是0,分母就必须取kπ,这样(1-kπ/kπ)=0


                        来自Android客户端12楼2020-06-29 22:00
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                          把两个括号合并,也就是根据平方差公式变形,得到11楼的图的第二行的形式


                          来自Android客户端13楼2020-06-29 22:01
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                            如图,是,现在得出的(sinx)/x的乘积式和原来无穷级数的比较
                            原无穷级数中x²的系数是1/3!,也就是1/6,而成绩式的x²的系数是
                            -1/π²-1/4π²-1/9π²-……


                            来自Android客户端14楼2020-06-29 22:11
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                              2025-11-16 19:35:53
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                              而这两个系数是相等的


                              来自Android客户端15楼2020-06-29 22:11
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