十个出人意料的数学公式

 

十个出人意表的数学公式:

   作家,Sean Li 。原文《10 Mind Blowing Mathematical Equations》

  翻译,小米,哆嗒数学网翻译构成员。

  良多功夫,人们以为数学公式只是为了追思来应付考察的。但有些功夫,数学公式的价格却远超于此——它们自己即是艺术品,为纯粹的享福而生。这日我就搜罗了以此为主意的10个最惊人、眩目和跋扈的数学公式。这些方程应当能向任何人声明,数学不只仅只是公式的追思。

  1. 欧拉恒等式

  

  这是一个格外闻名的恒等式。它给出了3个看似随机的量之间的相干:π、e和-1的平方根。很多人以为这是数学中最美丽的公式。

  一个更凡是的公式是e^(ix) =cosx+isinx (a^b外示a的b次方,下同)。当x=π,cosx取值为-1,而isinx取值为0。由-1+1=0,咱们获得了欧拉恒等式。

  2. 欧拉乘积公式

  

  等式左边的符号是无限乞降,而右边的符号则是无限乘积。这个公式也是欧拉最先挖掘的。它相干了展示正在等式左边的自然数(如n=1,2,3,4,5等等)与展示正在等式右边的素数(如p=2,3,5,7,11等等)。况且咱们可能挑选s为自便大于1的数,并确保等式创建。

  欧拉乘积公式的左边是黎曼ζ函数最常睹的一种外示局势。

  3. 高斯积分

  

  函数e^(-x?2;)自己正在积分中是很难对待的。然则当咱们对它正在扫数实数轴上积分,也即是说从负 无限到正无限时,咱们却获得了一个相等明净的谜底。至于为什么弧线下面的面积是π的平方根,这可不是一眼就能看出来的。

  因为这个公式代外了正态分散,它正在统计中也相等紧急。

  4. 连结统的基数

  

  上面的公式声明了实数集的基数与自然数通盘子集的基数相通。这最先是被聚合论的建设者康托尔说明的。值得谨慎的是,这也声明了连结统是弗成数,由于2^N > N。

  一个联系的假设是连结统假设。这个假设是说,正在N和R之间不生活其它的基数。兴味的是,这个假设有一个怪异的性子:它既不行被说明也不行被证伪。

  5. 阶乘函数的解析延拓

  

  阶乘函数寻常被界说为n!=n(n-1)(n-2)……1。然则这个界说只对n是正整数时有用,而上面积分方程则对分数和小数也有用,况且还可能用于负数、复数等等……

  同样的积分式中咱们把n换成n-1就界说了伽马函数。

  6. 勾股定理

  

  勾股定理可能是这个清单中最谙习的公式了。它给出了直角三角形三边的相干,个中a和b是直角边长,而c是斜边长。这个公式还将三角形和正方形相干了起来。

  7. 斐波那契数列的通项

  

  这里,谨慎到φ这个数字是黄金决裂比例。良多人不妨外传过斐波那契数列(0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55…,数列中每一项是前两项的和),却很少人真切有一个公式可能准备出自便某一项斐波那契数:这即是上面咱们给出的公式,公式内中F(n)代外第n个斐波那契数。也即是说,为了获得第100个斐波那契数,你不必要去准备前99个,而只必要把100代入公式。

  值得谨慎的是,即使正在准备经过中展示了很多根号和除法,结尾的谜底老是一个无误的正整数。

  8. 巴塞尔题目

  

  这个公式告诉咱们,假使你取悉数一律平方数并将它们的倒数和相加,你将会获得\pi^2/6。这是欧拉最先说明的。谨慎到这个式子只是正在前面的第二个方程(欧拉乘积公式)中令s=2。后者是黎曼ζ方程,因而咱们可能说ζ(2)的值是π?2;/6。

  9. 协和级数

  

  这个公式有点反直觉,由于它告诉咱们,假使你把极少连续变小的数(最终趋势0)加起来,结尾将会获得无限。然则假使你是取它们的平方,和却是一个有限的值(谜底是π?2;/6)。假使提神侦察协和级数,你会挖掘它恰是ζ(1)。

  10. 素数计数公式的显式外达

  

  这个方程的紧急性展现正在:

  素数是那些除了1和它自己以外没有其它因子的数。小于100的素数有2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97 。 由此可知,素数的展示没有较着的次序:看待一串通续正整数,有功夫你会找到很多素数,有功夫你会一个也找不到。找到良多或一个找不到如同是一律随机的。

  很长时代从此,数学家都正在试验给出素数分散的次序。上面的公式恰是不大于一个给天命素数个数的显式外达。

  以下是各个符号的意旨:

  π(x): 素数计数函数。它给出了不大于一个给天命的素数个数。比如,π(6)=3,由于有3个素数不大于6:2,3,5。

  μ(n): 莫比乌斯函数。它依照n的质因数瓦解而取值为0, -1或1。

  Li(x): 对数积分函数。它被界说为函数1/lnt从2到x的积分。

  ρ: 黎曼ζ函数的自便非通俗零点。

  令人诧异的是,扫数公式的结果老是一个无误的正整数!这声明,给定一个实数,咱们可能把它代入公式并获得不大于它的素数个数。生活着云云一个公式的毕竟声明,素数的分散生活某些次序,只是咱们当前还不行融会罢了。

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发布日期:2019年07月14日  所属分类:方法
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