wayne 发表于 2010-11-3 12:41:46

无穷级数求和

本帖最后由 wayne 于 2010-11-3 12:55 编辑

\sum\sum_{i=1,j=1}^{+oo} 1/{(i*j)^2}

KeyTo9_Fans 发表于 2010-11-3 12:53:59

本帖最后由 KeyTo9_Fans 于 2010-11-3 13:07 编辑

为什么$i$不能等于$j$?

$i=j$也无妨啊。

只要将最终答案减去$\pi^2/6$即可。

不知道这么想是否正确。

#####

应该是将最终答案减去$\sum_{i=1}^{+oo} 1/i^4$。

#####

了解。

你的意思是

$\sum_{i=1}^{+oo} 1/i^4=\pi^4/90$

#####

经粗糙验证,$\sum_{i=1}^{20} 1/i^4$与$\pi^4/90$很接近。

说明$\sum_{i=1}^{+oo} 1/i^4=\pi^4/90$是一个真理。

Fans第$1$次知道这个结果,长见识了。

zgg___ 发表于 2010-11-3 13:01:17

本帖最后由 KeyTo9_Fans 于 2010-11-3 13:03 编辑

它等于$\sum 1/i^2$乘$\sum 1/j^2$么?

wayne 发表于 2010-11-3 13:11:26

好像不是这个结果。。。

zgg___ 发表于 2010-11-3 13:12:58

To 2 层:
如果你在mathematica软件里敲入
Table, {i, 10}]
就可以看见全套的……

wayne 发表于 2010-11-3 13:15:25

2# KeyTo9_Fans
这是黎曼 Zeta函数,幂是偶数的时候,人们可以给出准确值,
而大于1的奇数的时候,虽然也收敛,但至今没人给出准确的值来,是一个谜

wayne 发表于 2010-11-3 13:27:02

3# zgg___
明白了,是我弄错了
减去相等的,答案应该是:
(\pi^4/36-\pi^4/90)/2 =\pi^4/120

mathe 发表于 2010-11-3 13:31:49

你们讨论的求和式是:
$\sum_{i=1}^{+infty}\sum_{j=i+1}^{+infty}1/{(i*j)^2}$
?

KeyTo9_Fans 发表于 2010-11-3 16:50:12

本帖最后由 KeyTo9_Fans 于 2010-11-3 16:55 编辑

不是。

原来的求和式只是多了一个$i!=j$的限制,没有$i<j$的限制。

(但是$7$楼怎么悄悄地把$i<j$的限制加上去了呢?)

真是该死,我今天下午有课,导致不能及时将好消息带来。

我编了一个程序,将部分和计算出来了。

结果和$3$楼的答案很接近。

程序代码如下:#include<cstdio>

int i,j;
double s;

int main()
{
        s=0;
        for(i=1;i<101;i++)
                for(j=1;j<101/i;j++)
                        s+=1.0/i/i/j/j;
        printf("%.16lf\n",s);
        s=0;
        for(i=1;i<10001;i++)
                for(j=1;j<10001/i;j++)
                        s+=1.0/i/i/j/j;
        printf("%.16lf\n",s);
        s=0;
        for(i=1;i<1000001;i++)
                for(j=1;j<1000001/i;j++)
                        s+=1.0/i/i/j/j;
        printf("%.16lf\n",s);
        s=0;
        for(i=1;i<100000001;i++)
                for(j=1;j<100000001/i;j++)
                        s+=1.0/i/i/j/j;
        printf("%.16lf\n",s);
        return 0;
}输出如下:2.6227209845490762
2.7045073769445298
2.7057904695035253
2.7058078208348411与真实值

$2.7058080842778454787900092413529$

很接近。

wayne 发表于 2010-11-3 19:31:50

本帖最后由 wayne 于 2010-11-3 19:33 编辑

现在,我们从这个角度来认识原题:
将 正整数集合的所有的 一元子集合的元素的平方的倒数和 求和,则:
\sum_{i=1}^{+oo}1/{i^2} =\pi^2/{3!}=\pi^2/6

将 正整数集合的所有的 二元子集合的元素的乘积的平方的倒数和 求和,则:
答案即为本题的\pi^4/120=\pi^4/{5!}


那么,我予以推广,是不是换成n元子集合了,级数收敛为\pi^{2n}/{(2n+1)!}
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