MathLabs

巴塞尔问题

已解决,1735年分析学
问题陈述

正整数平方的倒数之和 ∑n=1∞1n2=112+122+132+⋯\displaystyle \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2} = \frac{1}{1^2} + \frac{1}{2^2} + \frac{1}{3^2} + \cdots 的精确值是多少?人们早已知道这个级数收敛,但近一个世纪都没有人求出它的精确闭式。

欧拉在1735年首次公布了这个结果,他大胆地把 sin⁡x\sin x 的无穷乘积与多项式按根分解相类比,但当时并未严格证明这一步。完全严格的证明直到几十年后才出现,韦尔斯特拉斯的因子分解定理(1876年)证明了将整函数表示为无穷乘积是合理的。

  1. Beukers–Calabi–Kolk 的二重积分证明(1993年)Frits Beukers, Eugenio Calabi, Johan A. C. Kolk, 1993难度 4/5大学
  2. 欧拉利用正弦函数乘积公式给出的证明(1734–1735)Leonhard Euler, 1735难度 3/5大学

参考文献

  1. Frits Beukers, Eugenio Calabi, Jan A. C. Kolk (1993). Sums of generalized harmonic series and volumes · DOI:10.1007/s12045-015-0241-0
  2. William Dunham (1999). Euler: The Master of Us All
  3. Martin Aigner, Günter M. Ziegler (2018). Proofs from THE BOOK