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未解决问题,算术与数论, 分析学,1734年提出

欧拉–马斯刻若尼常数的无理性

未解决

欧拉–马斯刻若尼常数 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 是无理数吗?

研究前沿 截至2026年

截至2026年,γ\gamma 是否为无理数仍未可知。与 ζ(3)\zeta(3) 或 ln⁡2\ln 2 不同,人们甚至不知道 γ\gamma 是否是孔采维奇–扎吉尔意义下的周期,因为它作为 ζ(s)\zeta(s) 在极点 s=1s = 1 处的正则化常数项出现,而非由代数不等式所定义区域上代数微分形式的积分。帕德逼近与对数线性型虽然能构造出 γ\gamma 的有理逼近 pn/qnp_n/q_n,但其分母 qnq_n 相对于余项 ∣qnγ−pn∣|q_n \gamma - p_n| 增长过快,无法跨越无理性证明所需的 ∣qnγ−pn∣→0|q_n \gamma - p_n| \to 0 这一门槛。

已知最佳结果

  • 阿普捷卡列夫(2009年)与里瓦尔(2012年):欧拉–马斯刻若尼常数 γ\gamma 与欧拉–冈珀茨常数 δ\delta 中至少有一个是超越数(从而是无理数)。
  • 帕帕尼科拉乌(1997年):若 γ=p/q\gamma = p/q 为最简分数,则 q>10242080q > 10^{242080}。

使用的方法及其局限

方法取得的结果局限所在
同时帕德逼近与超几何积分(阿普捷卡列夫–里瓦尔)对诸如 (γ,δ)(\gamma, \delta) 的常数对证明了析取无理性与超越性由拉普拉斯型积分构造的线性型不可避免地将 γ\gamma 与 e−1e^{-1} 或 δ\delta 混合在一起,无法单独分离出 γ\gamma
高精度连分数展开对任何假设的有理分母 qq 建立了极大的下界(q>10242080q > 10^{242080})任何有限位数或有限个部分商的计算都只能排除有限上界以内的分母

尚未解决的问题

  • 欧拉–马斯刻若尼常数 γ\gamma 是否为无理数,更进一步,是否为超越数?
  • γ\gamma 是指数周期,还是根本不属于经典的孔采维奇–扎吉尔周期?

参考文献

  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