Lời giải: Chứng minh của Euler bằng công thức tích cho hàm sin (1734–1735)
Hãy tưởng tượng cộng với , với , với và cứ thế mãi mãi: các số hạng nhỏ dần rất nhanh, nên tổng dừng lại ở một con số cố định, nhưng suốt gần một thế kỷ không ai gọi tên được con số đó. Mánh khóe của Euler là lẻn tới đúng con số ấy từ một hướng hoàn toàn khác — qua hàm lượng giác — rồi đọc ra giá trị của nó bằng cách so hai cách mô tả khác nhau của cùng một đối tượng.
Bài toán Basel đòi dạng đóng của , do Pietro Mengoli đặt ra năm 1644 và từng được cả nhà Bernoulli lẫn Leibniz tấn công bất thành. Sự hội tụ không bao giờ là nghi vấn — chuỗi bị chặn trên bởi , và đến thời Euler người ta đã biết khoảng sáu chữ số đúng — nhưng một biểu thức đúng vẫn chống lại mọi cách tiếp cận.
Chiến lược của Euler, được kể lại từng bước trong phần trình bày của Dunham (Ch. 3 của tài liệu nguồn), là thu được hai mô tả đại số khác nhau của cùng một hàm : chuỗi Maclaurin của nó (Bước 2) và một tích vô hạn dựng từ các không điểm (Bước 3). Khi cả hai khai triển đã có trên bàn, việc cho chúng bằng nhau từng hệ số sẽ biến thông tin về các không điểm của — thuần túy hình học — thành thông tin số học về .
Việc chọn là hành động sáng tạo: đó là hàm nguyên đơn giản nhất có các không điểm tạo thành một họ dàn đều, hai phía vô hạn , đúng kiểu dữ liệu cần cho một tích mà hệ số của là một chuỗi nghịch đảo các bình phương.
- Cách viết tắt chuẩn cho tổng vô hạn này: giá trị tại của hàm zeta Riemann .
- Dạng đóng
- Một biểu thức dựng từ một số hữu hạn các hằng số và phép toán quen thuộc, chẳng hạn , trái với một quá trình vô hạn chưa được tính ra.