第一卷 正文

;π<平方>)-1/(4<平方>π<平方>)-……,另一方面,右边的『x<平方>系数』则很简单易懂,考虑到目前为止的算式,将两边的x<平方>系数做比较,下面的等式就会成立。」

  -1/(1<平方>π<平方>)-1/(2<平方>π<平方>)-1/(3<平方>π<平方>)-1/(4<平方>π<平方>)-……=-1/3!

  蒂蒂确认过米尔迦的等式之后说:「要将x<平方>的系数抽出来吧……好,我懂了。」

  「还没发现吗?蒂德菈。」

  「什、什么事啊?」蒂蒂用一双大眼睛紧张地望着。

  米尔迦对蒂德菈露出笑容,仿佛在说不用那么慌张也没关系,她面对笔记本继续向蒂蒂说明:

  「将式子整理之后,就变成这样。」

  -1/(1<平方>π<平方>)+1/(2<平方>π<平方>)+1/(3<平方>π<平方>)+1/(4<平方>π<平方>)+……=1/6

  「将两边乘以π<平方>……」

  -1/(1<平方>)+1/(2<平方>)+1/(3<平方>)+1/(4<平方>)+……=π<平方>/6

  「啊、啊啊啊啊啊啊!」

  蒂蒂大声叫了出来,虽然这里是图书室,不过我能理解她想要大喊的心情。

  「解开了,真的解开了!解开贝塞尔问题了!」

  蒂蒂看向米尔迦,然后再看向我。

  米尔迦点点头,并以吟咏般的语气说:

  「解开了,贝塞尔问题已经解开了,困扰着十八世纪数学家的难题——贝塞尔问题已经获得解答了,而且还是用让人愉快的解法。」

  米尔迦将式子重新改写。

  Σ<k=1到∞,1/k<平方>>=π<平方>/6

  「当然也可以这样写。」她接着写上另外一种算式。

  ζ(2)=π<平方>/6

  「好的,这样就告一段落了。」米尔迦歪着头竖起食指露出笑容,这是她最美的笑容。

  「为、为什么!什、什么时候!太、太奇怪了!」

  蒂蒂依然陷入混乱之中。

  ※※解答9-2(贝塞尔问题)

  Σ<k=1到∞,1/k<平方>>=π<平方>/6

  9.6.3向无限的挑战

  「解开问题的人是我们的老师——莱昂哈德×尤拉。他是世界上第一个解开贝塞尔问题的人,就在公元一七三五年,尤拉老师二十八岁时,也是他结婚的第二年……」米尔迦详细地描述。

  我们是否超越了两世纪半的时间,重新体会尤拉的解法呢?当时的尤拉与我们不过只差十岁……而且还是结婚的第二年?

  「我们解开了这个问题吗?」蒂蒂问。

  「是的,尤拉老师留下好几个解开贝塞尔问题的方法,而我们再现了其中一种解法。」

  「我在证明到一半的时候就已经搞不懂了,不过还是觉得非常惊讶。」蒂蒂接下去说:「我对不知不觉就解开贝塞尔问题非常惊讶,原本我只是认为既然x=nπ是sinx=0的解,说不定可以将sinx因分」,我觉得这是个很大的发现,不过也只能到这里为止,可是米尔迦学姐却找到其它的因式分解法,并且一下子就用比较x<平方>系数的方法把贝塞尔问题解开了。」

  「然后,还有一点……」蒂蒂继续说:「我对Σ<k=1到∞,1/k<平方>>的和是π<平方>/6很震惊,为什么整数的倒数平方和会跑出π呢?」

  我们陷入沉默,因为我们对身为无理数的圆周率π怎么会突然出现而感到不可思议。

  「……说到这个,为什么蒂蒂的『因式分解』会行不通呢?」我提出疑问:「明明x=nπ(n=±1,±2,……)就是sinx/x=0的解。」

  sinx/x=(x+π)(x-π)(x+2π)(x-2π)(x+3π)(x-3π)……

  而米尔迦解答了我的疑问。

  「nπ确实是sinx/x=0的解没错,但是这个『因式分解』太冗长、也太自由了。毕竟只有x=nπ是解这个条件的话,直接乘以C倍也是分解法之一,没有唯一性。」

  sinx/x=C×(x+π)(x-π)(x+2π)(x-2π)(x+3π)(x-3π)……

  「嗯~~原来如此,米尔迦,lim<x→0,sinx/x>=1的条件无法只靠这个『因式分解』表现啊。」

  「没错,假如是n次多项式的话,就可以配合n次的系数调整,一般来说,最高次方项的系数都是固定的,所以可以配合调整,但无穷项式因为不知道的系数是多少,所以没办法配合最高次方项的系数,这次成功的关键在于有(x-nπ)用来配合系数,可以由因式(1-x/(nπ))的积组合出lim<x→0,sinx/x

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