實用數學公式解析
數學公式是一類非常特殊的符號表達式。在外形上,它呈現非線性結構,可以用于描述和展示比普通文本更加復雜的邏輯關系;在內容上,它簡潔明了,對問題的描述和表達比普通文本更精確。數學公式作為科技文檔中一類非常重要的元素,人們希望對它進行描述和檢索,但由于目前缺乏有效的手段,對數學公式的描述與檢索一直是一個難題,鑒于此,以下是學習啦小編為大家精心準備了:實用數學公式相關解析。歡迎閱讀與參考!
實用數學公式解析如下:
1. 歐拉恒等式
這是一個非常著名的恒等式。它給出了3個看似隨機的量之間的聯系:π、e和-1的平方根。許多人認為這是數學中最漂亮的公式。
一個更一般的公式是e^(ix) =cosx+isinx (a^b表示a的b次方,下同)。當x=π,cosx取值為-1,而isinx取值為0。由-1+1=0,我們得到了歐拉恒等式。
2. 歐拉乘積公式
等式左邊的符號是無窮求和,而右邊的符號則是無窮乘積。這個公式也是歐拉首先發現的。它聯系了出現在等式左邊的自然數(如n=1,2,3,4,5等等)與出現在等式右邊的素數(如p=2,3,5,7,11等等)。而且我們可以選取s為任意大于1的數,并保證等式成立。
歐拉乘積公式的左邊是黎曼ζ函數最常見的一種表示形式。
3. 高斯積分
函數e^(-x?2;)本身在積分中是很難對付的??墒钱斘覀儗λ谡麄€實數軸上積分,也就是說從負 無窮到正無窮時,我們卻得到了一個十分干凈的答案。至于為什么曲線下面的面積是π的平方根,這可不是一眼就能看出來的。
由于這個公式代表了正態分布,它在統計中也十分重要。
4. 連續統的基數
上面的公式說明了實數集的基數與自然數全體子集的基數相同。這首先是被集合論的建立者康托爾證明的。值得注意的是,這也說明了連續統是不可數,因為2^N > N。
一個相關的假設是連續統假設。這個假設是說,在N和R之間不存在其它的基數。有趣的是,這個假設有一個奇怪的性質:它既不能被證明也不能被證偽。
5. 階乘函數的解析延拓
階乘函數通常被定義為n!=n(n-1)(n-2)……1。但是這個定義只對n是正整數時有效,而上面積分方程則對分數和小數也有效,而且還可以用于負數、復數等等……
同樣的積分式中我們把n換成n-1就定義了伽馬函數。
6. 勾股定理
勾股定理恐怕是這個清單中最熟悉的公式了。它給出了直角三角形三邊的聯系,其中a和b是直角邊長,而c是斜邊長。這個公式還將三角形和正方形聯系了起來。
7. 斐波那契數列的通項
這里,注意到φ這個數字是黃金分割比例。很多人可能聽說過斐波那契數列(0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55…,數列中每一項是前兩項的和),卻很少人知道有一個公式能夠計算出任意某一項斐波那契數:這就是上面我們給出的公式,公式里面F(n)代表第n個斐波那契數。也就是說,為了得到第100個斐波那契數,你不需要去計算前99個,而只需要把100代入公式。
值得注意的是,即便在計算過程中出現了許多根號和除法,最后的答案總是一個精確的正整數。
8. 巴塞爾問題
這個公式告訴我們,如果你取所有完全平方數并將它們的倒數和相加,你將會得到\pi^2/6。這是歐拉首先證明的。注意到這個式子只是在前面的第二個方程(歐拉乘積公式)中令s=2。后者是黎曼ζ方程,因此我們可以說ζ(2)的值是π?2;/6。
9. 調和級數
這個公式有點反直覺,因為它告訴我們,如果你把一些不斷變小的數(最終趨向0)加起來,最后將會得到無窮??墒侨绻闶侨∷鼈兊钠椒?,和卻是一個有限的值(答案是π?2;/6)。如果仔細觀察調和級數,你會發現它正是ζ(1)。
10. 素數計數公式的顯式表達
這個方程的重要性體現在:
素數是那些除了1和它本身以外沒有其它因子的數。小于100的素數有2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97 。 由此可知,素數的出現沒有顯然的規律:對于一串連續正整數,有時候你會找到許多素數,有時候你會一個也找不到。找到很多或一個找不到似乎是完全隨機的。
很長時間以來,數學家都在嘗試給出素數分布的規律。上面的公式正是不大于一個給定數素數個數的顯式表達。
以下是各個符號的意義:
π(x): 素數計數函數。它給出了不大于一個給定數的素數個數。例如,π(6)=3,因為有3個素數不大于6:2,3,5。
μ(n): 莫比烏斯函數。它依據n的質因數分解而取值為0, -1或1。
Li(x): 對數積分函數。它被定義為函數1/lnt從2到x的積分。
ρ: 黎曼ζ函數的任意非平凡零點。
令人吃驚的是,整個公式的結果總是一個精確的正整數!這說明,給定一個實數,我們可以把它代入公式并得到不大于它的素數個數。存在著這樣一個公式的事實說明,素數的分布存在某些規律,只是我們現在還不能理解罷了。