Обратная величина ζ (3) (0,8319073725807... (последовательность A088453 в OEIS )) — это вероятность того, что любые три положительных целых числа , выбранных случайным образом, будут взаимно простыми , в том смысле, что по мере того, как N стремится к бесконечности, вероятность того, что три положительных целых числа, меньших N, выбранных равномерно случайным образом, не будут иметь общего простого множителя, приближается к этому значению. (Вероятность для n положительных целых чисел равна 1/ ζ (n) . [3] ) В том же смысле, это вероятность того, что положительное целое число, выбранное случайным образом, не будет делиться нацело на куб целого числа, большего единицы. (Вероятность того, что делимость на n -ю степень не будет равна 1/ ζ (n) . [3] )
ζ (3) была названа константой Апери в честь французского математика Роже Апери , который доказал в 1978 году, что это иррациональное число . [4] Этот результат известен как теорема Апери . Первоначальное доказательство было сложным и трудным для понимания, [5] и позже были найдены более простые доказательства. [6]
Многие пытались распространить доказательство Апери о том, что ζ (3) иррациональна, на другие значения дзета-функции Римана с нечетными аргументами. Хотя это пока не дало никаких результатов для конкретных чисел, известно, что бесконечно много нечетных дзета-констант ζ (2 n + 1) иррациональны. [7] В частности, по крайней мере одна из ζ (5) , ζ (7) , ζ (9) и ζ (11) должна быть иррациональной. [8]
Трансцендентность константы Апери пока не доказана , но известно, что она является алгебраическим периодом . Это немедленно следует из вида ее тройного интеграла.
в 1772 году, который впоследствии был переоткрыт несколько раз. [10]
Быстрая сходимость
Начиная с 19 века, ряд математиков находили ряды ускорения сходимости для вычисления десятичных знаков ζ (3) . С 1990-х годов этот поиск был сосредоточен на вычислительно эффективных рядах с быстрыми скоростями сходимости (см. раздел «Известные цифры»).
Следующее представление ряда было найдено А.А. Марковым в 1890 году [11] , переоткрыто Хьортнесом в 1953 году [12] и переоткрыто еще раз и широко разрекламировано Апери в 1979 году: [4]
Следующее представление ряда дает (асимптотически) 1,43 новых правильных десятичных знака на член: [13]
Следующее представление ряда дает (асимптотически) 3,01 новых правильных десятичных знака на член: [14]
Следующее представление ряда дает (асимптотически) 5,04 новых правильных десятичных знаков на член: [15]
Он был использован для вычисления константы Апери с несколькими миллионами правильных десятичных знаков. [16]
Следующее представление ряда дает (асимптотически) 3,92 новых правильных десятичных знака на член: [17]
Число известных цифр постоянной Апери ζ (3) значительно возросло за последние десятилетия и в настоящее время составляет более2 × 10 12. Это связано как с ростом производительности компьютеров, так и с усовершенствованием алгоритмов.
Число известных десятичных знаков постоянной Апери ζ (3)
^ Веденевски (1998); Веденевски (2001). В своем сообщении Саймону Плуффу Себастьян Веденевски утверждает, что он вывел эту формулу из Amdeberhan & Zeilberger (1997). Год открытия (1998) указан в Таблице рекордов Саймона Плуффа (8 апреля 2001 г.).
^ Веденивский (1998); Веденивский (2001).
^ Мохаммед (2005).
^ Бродхерст (1998).
^ Tóth, László (2022), «Линейные комбинации рядов Дирихле, связанных с последовательностью Туэ-Морса» (PDF) , Integers , 22 (статья 98), arXiv : 2211.13570
^ Берндт (1989, глава 14, формулы 25.1 и 25.3).
^ Плуфф (1998).
^ Йенсен (1895).
^ Бёкерс (1979).
^ Благушин (2014).
^ Хабер, Говард Э. (зима 2010 г.), «Логарифмическая производная гамма-функции» (PDF) , лекции по физике 116A , Калифорнийский университет, Санта-Крус
^ Евграфов и др. (1969), упражнение 30.10.1.
^ Weisstein, Eric W., «Константа Апери», mathworld.wolfram.com , получено 21 сентября 2024 г.
^ Weisstein, Eric W., "Apéry's Constant Continuous Fraction", mathworld.wolfram.com , получено 21 сентября 2024 г.
^ Постоянный мировой рекорд Апери, Сынмин Ким, 28 июля 2020 г. , получено 28 июля 2020 г..
Ссылки
Амдеберхан, Теодрос (1996), "Все более и более быстрые сходящиеся ряды для ζ ( 3 ) {\displaystyle \zeta (3)} ", El. J. Combinat. , 3 (1).
Амдеберхан, Теодрос; Зейлбергер, Дорон (1997), "Ускорение гипергеометрических рядов с помощью метода WZ", El. J. Combinat. , 4 (2), arXiv : math/9804121 , Bibcode : 1998math......4121A.
Берндт, Брюс С. (1989), Записные книжки Рамануджана, Часть II , Springer.
Бёкерс, Ф. (1979), «Заметка об иррациональности и », Bull. London Math. Soc. , 11 (3): 268–272, doi :10.1112/blms/11.3.268.
Blagouchine, Iaroslav V. (2014), «Повторное открытие интегралов Мальмстена, их оценка методами контурного интегрирования и некоторые связанные с этим результаты», The Ramanujan Journal , 35 (1): 21–110, doi :10.1007/s11139-013-9528-5, S2CID 120943474.
Бродхерст, DJ (1998), Полилогарифмические лестницы, гипергеометрические ряды и десятимиллионные цифры чисел и , arXiv : math.CA/9803067.
Эйлер, Леонард (1773), «Exercitationes Analyticale» (PDF) , Novi Commentarii Academiae Scientiarum Petropolitanae (на латыни), 17 : 173–204 , получено 18 мая 2008 г..
Евграфов М.А.; Бежанов К.А.; Сидоров Ю.В.; Федорюк, М.В.; Шабунин М.И. (1969), Сборник задач теории аналитических функций , Москва: Наука..
Хьортнаес, М.М. (август 1953 г.), Overføring av rekken til et bestemt Integral, в Proc. 12-й Скандинавский математический конгресс , Лунд, Швеция: Скандинавское математическое общество, стр. 211–213..
Йенсен, Йохан Людвиг Уильям Вальдемар (1895), «Примечание номер 245. Deuxième réponse. Remarques родственники по ответам MM. Franel et Kluyver», L'Intermédiaire des Mathématiciens , II : 346–347.
Марков А. А. (1890), "Мемуар о трансформации серий peu convergentes в серии très convergentes", Mém. Де л'Акад. Имп. наук. Де Санкт-Петербург , т. 1, с. XXXVII, № 9: 18с..
Мохаммед, Мохамуд (2005), «Бесконечные семейства ускоренных рядов для некоторых классических констант методом Маркова-ВЗ», Дискретная математика и теоретическая информатика , 7 : 11–24, doi : 10.46298/dmtcs.342.
Моллин, Ричард А. (2009), Расширенная теория чисел с приложениями, Дискретная математика и ее приложения, CRC Press, стр. 220, ISBN9781420083293.
Плуфф, Саймон (1998), Идентичности, вдохновленные «Записными книжками Рамануджана II», архивировано из оригинала 14 декабря 2002 г..
Ривоаль, Танги (2000), «La fonction zêta de Riemann prend une infinité de valeurs irrationnelles aux entiersimpairs», Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série I , 331 (4): 267–270, arXiv : math/0008051 , Bibcode : 2000CRASM.331..267R, номер doi : 10.1016/S0764-4442(00)01624-4, S2CID 119678120.
Шривастава, Х. М. (декабрь 2000 г.), «Некоторые семейства представлений быстро сходящихся рядов для дзета-функций» (PDF) , Taiwanese Journal of Mathematics , 4 (4): 569–599, doi : 10.11650/twjm/1500407293 , OCLC 36978119 , получено 22 августа 2015 г..
ван дер Поортен, Альфред (1979), «Доказательство, которое Эйлер пропустил ... Доказательство Апери иррациональности ζ ( 3 ) {\displaystyle \zeta (3)} » (PDF) , The Mathematical Intelligencer , 1 (4): 195–203, doi :10.1007/BF03028234, S2CID 121589323, архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-06.
Веденевски, Себастьян (2001), Саймон Плуфф (ред.), Значение Zeta(3) для 1 000 000 мест, Проект Гутенберг(Сообщение Саймону Плуффу, со всеми десятичными знаками, но более короткий текст, отредактированный Саймоном Плуффом).
Веденевски, Себастьян (13 декабря 1998 г.), Значение Дзеты (3) до 1 000 000 знаков(Сообщение Саймону Плуффу с оригинальным текстом, но с некоторыми знаками после запятой).
Йи, Александр Дж. (2009), Большие вычисления.
Йи, Александр Дж. (2017), Zeta(3) - Константа Апери
Наг, Дипанджан (2015), Вычислил постоянную Апери с точностью до 400 000 000 000 цифр, Мировой рекорд
Зудилин, Вадим (2001), «Одно из чисел , , , является иррациональным», Russ. Math. Surv. , 56 (4): 774–776, Bibcode :2001RuMaS..56..774Z, doi :10.1070/RM2001v056n04ABEH000427, S2CID 250734661.
Рамасвами, В. (1934), «Заметки о -функции Римана », J. London Math. Soc. , 9 (3): 165–169, doi :10.1112/jlms/s1-9.3.165.
Нахин, Пол Дж. (2021), В погоне за дзета-3: самая загадочная нерешённая математическая задача в мире , Принстон: Princeton University Press, ISBN978-0-691-22759-7, OCLC 1260168397