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解法:欧拉利用正弦函数乘积公式给出的证明(1734–1735)

第 1/6 步:所求的和与欧拉的想法
通俗地说

设想把 11 加上 14\frac{1}{4}、19\frac{1}{9}、116\frac{1}{16}……一直加下去:各项迅速变小,总和会稳定在一个确定的数上,但将近一个世纪都没人能说出这个数是多少。欧拉的诀窍是从完全不同的方向——通过三角函数 sin⁡x\sin x——悄悄逼近这同一个数,并通过比较同一个对象的两种不同描述来读出它的值。

ζ(2)=∑n=1∞1n2=1+14+19+116+⋯\zeta(2)=\sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^2}=1+\frac{1}{4}+\frac{1}{9}+\frac{1}{16}+\cdots
详细分析

巴塞尔问题问的是这个和的精确值——自17世纪起就已知其数值近似,却一直没有封闭形式。欧拉的想法是:从 sin⁡x\sin x 的麦克劳林级数出发,为同一个数找到第二个表达式,再把它与一个由 sin⁡x\sin x 的零点构造出的、外观完全不同的乘积相比较。

本步骤中的术语
ζ(2)\zeta(2)
这个特定无穷级数的标准简写:黎曼 zeta 函数 ζ(s)=∑n=1∞1/ns\zeta(s)=\sum_{n=1}^\infty 1/n^s 在 22 处的取值。
封闭形式
由有限个熟悉的常数和运算构成的表达式,例如 π2/6\pi^2/6,与尚未求出结果的无穷过程相对。
本步骤用到的知识