Math Labs

Bài toán mở, Số học và Lý thuyết số, Giải tích, nêu năm 1734

Tính vô tỉ của hằng số Euler–Mascheroni

Còn mở

Hằng số Euler–Mascheroni γ=lim⁡n→∞(∑k=1n1k−ln⁡n)≈0.5772156649\gamma = \lim_{n \to \infty} \left( \sum_{k=1}^n \frac{1}{k} - \ln n \right) \approx 0.5772156649 có phải là số vô tỉ hay không?

Hiện trạng nghiên cứu tính đến năm 2026

Tính đến năm 2026, vẫn chưa biết γ\gamma có phải là số vô tỉ hay không. Khác với ζ(3)\zeta(3) hay ln⁡2\ln 2, γ\gamma chưa được biết có phải là một chu kỳ theo nghĩa Kontsevich–Zagier hay không, vì nó xuất hiện như số hạng hằng chính quy hóa tại cực điểm s=1s = 1 của ζ(s)\zeta(s) thay vì tích phân của một dạng vi phân đại số trên miền xác định bởi các bất đẳng thức đại số. Xấp xỉ Padé và các dạng tuyến tính của logarit tạo ra các xấp xỉ hữu tỉ pn/qnp_n/q_n cho γ\gamma, nhưng mẫu số qnq_n tăng quá nhanh so với phần dư ∣qnγ−pn∣|q_n \gamma - p_n|, không vượt qua được ngưỡng ∣qnγ−pn∣→0|q_n \gamma - p_n| \to 0 cần thiết để chứng minh tính vô tỉ.

Kết quả tốt nhất đã biết

  • Aptekarev (2009) và Rivoal (2012): ít nhất một trong hai hằng số Euler–Mascheroni γ\gamma và hằng số Euler–Gompertz δ\delta là số siêu việt (do đó là số vô tỉ).
  • Papanikolaou (1997): nếu γ=p/q\gamma = p/q dưới dạng phân số tối giản thì q>10242080q > 10^{242080}.

Công cụ và chỗ dừng

Công cụĐạt đượcChỗ dừng
Xấp xỉ Padé đồng thời và tích phân siêu bội (Aptekarev–Rivoal)Chứng minh tính vô tỉ và siêu việt tuyển cho các cặp hằng số như (γ,δ)(\gamma, \delta)Các dạng tuyến tính dựng từ tích phân kiểu Laplace luôn trộn γ\gamma với e−1e^{-1} hoặc δ\delta, không cô lập được riêng γ\gamma
Khai triển phân số liên tục độ chính xác caoThiết lập cận dưới khổng lồ (q>10242080q > 10^{242080}) cho mẫu số hữu tỉ giả định qqMọi phép tính hữu hạn chữ số hay thương riêng chỉ loại trừ được mẫu số tới một chặn hữu hạn

Câu hỏi còn mở

  • Hằng số Euler–Mascheroni γ\gamma có phải là số vô tỉ, và mạnh hơn, có phải là số siêu việt hay không?
  • Liệu γ\gamma là một chu kỳ mũ, hay hoàn toàn không phải là một chu kỳ cổ điển theo nghĩa Kontsevich–Zagier?

Tài liệu tham khảo

  1. Jeffrey C. Lagarias (2013). Euler's constant: Euler's work and modern developments · DOI:10.1090/S0273-0979-2013-01423-X · arXiv:1303.1856
  2. Julian Havil (2003). Gamma: Exploring Euler's Constant
  3. Tanguy Rivoal (2012). On the arithmetic nature of the values of the gamma function, Euler's constant, and Gompertz's constant · DOI:10.1307/mmj/1339011525