ثابت أبيري
ثابت أبيري هو ثابت رياضي ، يُعرَّف بأنه المجموع اللانهائي لمقلوب مكعبات الأعداد الصحيحة الموجبة . بالرموز،
حيث ζ هي دالة زيتا لريمان . ولها قيمة تقريبية تساوي [ 1 ].
وقد سمي على اسم روجر أبيري ، الذي أثبت أنه عدد غير نسبي .
الاستخدامات
يظهر ثابت أبيري بشكل طبيعي في عدد من المسائل الفيزيائية، بما في ذلك الحدود من الرتبة الثانية والثالثة لنسبة الدوران المغناطيسي للإلكترون باستخدام الديناميكا الكهربائية الكمومية . كما يظهر أيضًا في تحليل الأشجار الممتدة الدنيا العشوائية [ 2 ] وبالاقتران مع دالة غاما عند حل بعض التكاملات التي تتضمن دوالًا أسية في خارج القسمة، والتي تظهر أحيانًا في الفيزياء، على سبيل المثال، عند تقييم الحالة ثنائية الأبعاد لنموذج ديباي وقانون ستيفان-بولتزمان .
مقلوب ζ (3) (0.8319073725807... (المتتالية A088453 في OEIS ) ) هو احتمال أن تكون أي ثلاثة أعداد صحيحة موجبة ، مختارة عشوائيًا، أولية فيما بينها ، بمعنى أنه كلما اقترب N من اللانهاية، فإن احتمال ألا تشترك ثلاثة أعداد صحيحة موجبة أقل من N، مختارة عشوائيًا بالتساوي، في عامل أولي مشترك يقترب من هذه القيمة. (احتمال ذلك بالنسبة لـ n عددًا صحيحًا موجبًا هو 1/ ζ ( n ) . [ 3 ] ) وبالمثل، هو احتمال ألا يكون عدد صحيح موجب مختار عشوائيًا قابلاً للقسمة بالتساوي على مكعب عدد صحيح أكبر من واحد. (احتمال عدم قابلية القسمة على القوة n هو 1/ ζ ( n ) . [ 3 ] )
ملكيات
سُمّي العدد ζ (3) ثابت أبيري نسبةً إلى عالم الرياضيات الفرنسي روجيه أبيري ، الذي أثبت عام 1978 أنه عدد غير نسبي . [ 4 ] تُعرف هذه النتيجة بنظرية أبيري . كان البرهان الأصلي معقدًا ويصعب فهمه، [ 5 ] وقد تم التوصل إلى براهين أبسط لاحقًا. [ 6 ]
يتضمن برهان بيوكيرز المبسط على اللاعقلانية تقريب دالة التكامل للتكامل الثلاثي المعروف لـ ζ (3) ،
باستخدام كثيرات حدود ليجندر . وعلى وجه الخصوص، توثق مقالة فان دير بورتن هذا النهج من خلال الإشارة إلى أن
أين،هي كثيرات حدود ليجندر ، والمتتاليات الفرعيةهي أعداد صحيحة أو شبه صحيحة .
حاول العديد من الباحثين توسيع برهان أبيري على أن ζ (3) عدد غير نسبي ليشمل قيمًا أخرى لدالة زيتا لريمان ذات وسائط فردية. ورغم أن هذا لم يُسفر حتى الآن عن أي نتائج تتعلق بأعداد محددة، فمن المعروف أن عددًا لا نهائيًا من ثوابت زيتا الفردية ζ ( 2n + 1) أعداد غير نسبية، [ 7 ] وأن واحدًا على الأقل من ζ (5) و ζ (7) و ζ (9) و ζ (11) يجب أن يكون عددًا غير نسبي. [ 8 ]
لم يُثبت بعد أن ثابت أبيري متسامٍ ، لكن من المعروف أنه دورة جبرية . وينتج هذا مباشرة من شكل تكامله الثلاثي.
تمثيلات السلسلة
كلاسيكي
بالإضافة إلى السلسلة الأساسية:
قدم ليونارد أويلر تمثيل السلسلة: [ 9 ]
في عام 1772، والتي أعيد اكتشافها لاحقاً عدة مرات. [ 10 ]
التقارب السريع
منذ القرن التاسع عشر، وجد عدد من علماء الرياضيات متسلسلات تسريع التقارب لحساب المنازل العشرية لـ ζ (3) . ومنذ تسعينيات القرن العشرين، ركز هذا البحث على المتسلسلات الفعالة حسابيًا ذات معدلات التقارب السريعة (انظر القسم " الأرقام المعروفة ").
تم العثور على تمثيل السلسلة التالي بواسطة AA Markov في عام 1890، [ 11 ] وأعاد اكتشافه Hjortnaes في عام 1953، [ 12 ] وأعاد اكتشافه مرة أخرى ونشره على نطاق واسع بواسطة Apéry في عام 1979: [ 4 ]
يعطي تمثيل السلسلة التالي (بشكل تقاربي) 1.43 منزلة عشرية صحيحة جديدة لكل حد: [ 13 ]
يعطي تمثيل السلسلة التالي (بشكل تقاربي) 3.01 منزلة عشرية صحيحة جديدة لكل حد: [ 14 ]
يعطي تمثيل السلسلة التالي (بشكل تقاربي) 3.92 منزلة عشرية صحيحة جديدة لكل حد: [ 15 ]
يعطي تمثيل السلسلة التالي (بشكل تقاربي) 5.04 منازل عشرية صحيحة جديدة لكل حد: [ 16 ]
وقد استُخدمت هذه الطريقة لحساب ثابت أبيري بدقة تصل إلى عدة ملايين من المنازل العشرية الصحيحة. [ 17 ]
رقمًا برقم
في عام 1998، قدم برودهيرست تمثيلاً متسلسلاً يسمح بحساب الأرقام الثنائية العشوائية، وبالتالي، الحصول على الثابت بواسطة خوارزمية الصنبور في وقت خطي تقريبًا ومساحة لوغاريتمية . [ 18 ]
آحرون
تم التوصل إلى التمثيل التسلسلي التالي بواسطة رامانوجان : [ 19 ]
تم التوصل إلى التمثيل التسلسلي التالي بواسطة سيمون بلوف في عام 1998: [ 20 ]
قام سريفاستافا (2000) بجمع العديد من المتسلسلات التي تتقارب إلى ثابت أبيري.
التمثيلات التكاملية
توجد العديد من التمثيلات التكاملية لثابت أبيري. بعضها بسيط، والبعض الآخر أكثر تعقيداً.
معادلات بسيطة
الصيغة التالية تتبع مباشرة من التعريف التكاملي لدالة زيتا:
صيغ أكثر تعقيدًا
وتشمل الصيغ الأخرى [ 21 ]
و [ 22 ]
أيضًا، [ 23 ]
كما أنه مفيد للغاية في اشتقاق تمثيلات تكاملية مختلفة عبر الصيغ التكاملية المعروفة لدوال غاما وبوليغاما . [ 25 ]
الكسر المستمر
يرتبط ثابت أبيري بالكسر المستمر التالي : [ 26 ]
معو.
يُعطى الكسر المستمر البسيط الخاص به بواسطة: [ 27 ]
يتم تقديم صيغ أخرى من خلال: [ 28 ]
مع
مع
الأرقام المعروفة
ازداد عدد الأرقام المعروفة لثابت أبيري ζ (3) بشكل كبير خلال العقود الماضية، ويبلغ الآن أكثر من2 × 10 12. ويرجع ذلك إلى كل من الأداء المتزايد لأجهزة الكمبيوتر والتحسينات الخوارزمية.
عدد الأرقام العشرية المعروفة لثابت أبيري ζ (3) تاريخ الأرقام العشرية الحساب الذي تم إجراؤه بواسطة 1735 16 ليونارد أويلر مجهول 16 أدريان ماري ليجندر 1887 32 توماس يوهانس ستيلتجس 1996 520000 جريج جيه. في وسيمون بلوف 1997 مليون برونو هيبل وتوماس بابانيكولاو مايو 1997 10 536 006 باتريك ديميشيل فبراير 1998 14000074 سيباستيان ويدينيفسكي مارس 1998 32000 213 سيباستيان ويدينيفسكي يوليو 1998 64000091 سيباستيان ويدينيفسكي ديسمبر 1998 128000026 سيباستيان ويدينيفسكي [ 1 ] سبتمبر 2001 200 001 000 شيجيرو كوندو وكزافييه جوردون فبراير 2002 600 001 000 شيجيرو كوندو وكزافييه جوردون فبراير 2003 1,000,000,000 باتريك ديميشيل وكزافييه جوردون [ 32 ] أبريل 2006 10,000,000,000 شيجيرو كوندو وستيف باجليارولو 21 يناير 2009 15,510,000,000 ألكسندر ج. يي وريموند تشان [ 33 ] 15 فبراير 2009 31,026,000,000 ألكسندر ج. يي وريموند تشان [ 33 ] 17 سبتمبر 2010 100000001000 ألكسندر ج. يي [ 34 ] 23 سبتمبر 2013 200000001000 روبرت ج. سيتي [ 34 ] 7 أغسطس 2015 250,000,000,000 رون واتكينز [ 34 ] 21 ديسمبر 2015 400000000000 ديبانجان ناج [ 35 ] 13 أغسطس 2017 500000000000 رون واتكينز [ 34 ] 26 مايو 2019 1,000,000,000,000 إيان كاتريس [ 36 ] 26 يوليو 2020 1,200,000,000 100 سيونغمين كيم [ 36 ] [ 37 ] 22 ديسمبر 2023 2 020 569 031 595 أندرو صن [ 36 ]
انظر أيضاً
ملحوظات
- 1 2 Wedeniwski (2001) .
- ↑ فريز (1985) .
- 1 2 مولين (2009) .
- 1 2 أبيري (1979) .
- ↑ فان دير بورتن (1979) .
- ^ بيوكيرز (1979) ؛ زوديلين (2002) .
- ↑ ريفوال (2000) .
- ↑ زوديلين (2001) .
- ↑ أويلر (1773) .
- ↑ سريفاستافا (2000) ، ص. 571 (1.11).
- ↑ ماركوف (1890) .
- ↑ Hjortnaes (1953) .
- ↑ أمديبرهان (1996) .
- ^ أمديبرهان وزيلبيرجر (1997) .
- ↑ محمد (2005) .
- ↑ ويدينيفسكي (1998) ؛ ويدينيفسكي (2001) . في رسالته إلى سيمون بلوف، ذكر سيباستيان ويدينيفسكي أنه استخلص هذه الصيغة من أمديبرهان وزيلبرغر (1997) . وقد ذُكر عام الاكتشاف (1998) في جدول سجلات سيمون بلوف (8 أبريل 2001).
- ↑ Wedeniwski (1998) ؛ Wedeniwski (2001) .
- ↑ برودهيرست (1998) .
- ↑ بيرندت (1989 ، الفصل 14، الصيغتان 25.1 و25.3) .
- ↑ بلوف (1998) .
- ↑ جنسن (1895) .
- ↑ بيوكيرز (1979) .
- ↑ بلاغوشين (2014) .
- ↑ هابر، هوارد إي. (شتاء 2010)، "المشتق اللوغاريتمي لدالة غاما" (ملف PDF) ، ملاحظات محاضرات الفيزياء 116أ ، جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز
- ↑ إيفغرافوف وآخرون (1969) ، التمرين 30.10.1.
- ↑ وايسشتاين، إريك دبليو، "ثابت أبيري" ، mathworld.wolfram.com ، تم الاطلاع عليه في 21 سبتمبر 2024
- ↑ وايسشتاين، إريك دبليو، "كسر أبيري المستمر الثابت" ، mathworld.wolfram.com ، تم الاطلاع عليه في 21 سبتمبر 2024
- ↑ إس إن جلادكوفسكي: اشتقاق أولي لصيغة يو. في. نيستيرينكو، توسيع في كسر مستمر لعدد 2*ζ(3) https://arxiv.org/pdf/2411.07513
- ↑ ج. ب. نيسترينكو، “بعض التخفيضات من ζ(3)”، ماتي. заметки، 59:6 (1996)، 865–880؛ الرياضيات. ملاحظات، 59: 6 (1996)، 625-636
- ↑ غوتنيك، إل إيه، "حول العدد ζ(3)" (ملف PDF) ، تم الاطلاع عليه في 1 مارس 2026
- ↑ أنيير سوريا لورينتي، دالة كسرية شبيهة بدالة نيستيرينكو، مفيدة لإثبات نظرية أبيري. ملاحظات حول نظرية الأعداد والرياضيات المتقطعة، ISSN 1310-5132، المجلد 20، 2014، العدد 2، 79-91
- ↑ جوردون وسيباه (2003) .
- 1 2 يي (2009) .
- 1 2 3 4 Yee (2017) .
- ↑ ناج (2015) .
- 1 2 3 يي، ألكسندر، الأرقام القياسية التي سجلها واي-كرانشر ، تم الاطلاع عليها في 1 أبريل 2024.
- ↑ الرقم القياسي العالمي الثابت لأبيري بقلم سونغمين كيم ، 28 يوليو 2020 ، تم الاطلاع عليه في 28 يوليو 2020.
مراجع
- أمديبرهان، تيودروس (1996)، "متسلسلات متقاربة أسرع فأسرع لـ" ، المجلة الإلكترونية للتوافقية ، 3 (1)، arXiv : math/9804126 ، doi : 10.37236/1237.
- أمديبرهان، تيودروس؛ زيلبرغر، دورون (1997)، "تسريع المتسلسلات الهندسية الفائقة باستخدام طريقة WZ" ، المجلة الإلكترونية للتوافقية ، 4 (2)، arXiv : math/9804121 ، Bibcode : 1998math......4121A.
- أبيري، روجر (1979)، “اللاعقلانية ديو" , النجمية , 61 : 11 - 13.
- بيرندت، بروس سي. (1989)، دفاتر رامانوجان، الجزء الثاني ، سبرينغر.
- بيوكيرز، ف. (1979)، ملاحظة حول اللاعقلانيةو، المجلد 11، الصفحات 268-272 ، doi : 10.1112/blms/11.3.268 .
- بلاغوشين، ياروسلاف ف. (2014)، "إعادة اكتشاف تكاملات مالمستين، وتقييمها باستخدام طرق التكامل الكفافي وبعض النتائج ذات الصلة"، مجلة رامانوجان ، 35 (1): 21-110 ، doi : 10.1007/s11139-013-9528-5 ، S2CID 120943474 .
- برودهيرست، دي جيه (1998)، "السلالم متعددة اللوغاريتمات، والمتسلسلات فوق الهندسية، والأرقام العشرة ملايين منوarXiv : math.CA/9803067
{{cite arXiv}}: CS1 maint: overridden setting ( link ) . - أويلر ، ليونارد (1773)، “التمارين التحليلية” (PDF) ، Novi Commentarii Academiae Scientiarum Petropolitanae (باللاتينية)، 17 : 173–204 ، استرجاعها 18 مايو 2008.
- إيفغرافوف، MA؛ بيزانوف، كا؛ سيدوروف، YV. فيدوريوك، إم في؛ شابونين، MI (1969)، مجموعة من المشاكل في نظرية الوظائف التحليلية (بالروسية)، موسكو: نوكا.
- فريز، أ.م. (1985)، "حول قيمة مسألة الشجرة الممتدة الدنيا العشوائية"، الرياضيات التطبيقية المنفصلة ، 10 (1): 47-56 ، doi : 10.1016/0166-218X(85)90058-7 ، MR 0770868 .
- جوردون، كزافييه. صباح ، باسكال (2003)، ثابت ابيري:.
- Hjortnaes, MM (أغسطس 1953)، “Overføring av rekken" til et bestemt integral"، وقائع المؤتمر الرياضي الإسكندنافي الثاني عشر ، لوند، السويد: الجمعية الرياضية الإسكندنافية، ص 211-213 .
- Jensen، Johan Ludwig William Valdemar ( 1895)، “Note numéro 245. Deuxième réponse. Remarquesأقارب aux réponses du MM. Franel et Kluyver”، L'Intermédiaire des Mathématiciens ، II : 346–347.
- ماركوف، أ.أ (1890)، “مذكرات حول تحول المتسلسلات المتقاربة إلى متسلسلات متقاربة للغاية”، مذكرات الأكاديمية الإمبراطورية للعلوم في سانت بطرسبورغ ، 37 (9): 18 صفحة.
- محمد، محمود (2005)، "عائلات لانهائية من المتسلسلات المتسارعة لبعض الثوابت الكلاسيكية باستخدام طريقة ماركوف-WZ"، الرياضيات المتقطعة وعلوم الحاسوب النظرية ، 7، 342: 11-24 ، doi : 10.46298/dmtcs.342.
- مولين، ريتشارد أ. (2009)، نظرية الأعداد المتقدمة مع تطبيقاتها ، الرياضيات المتقطعة وتطبيقاتها، مطبعة سي آر سي، ص 220، رقم ISBN 9781420083293.
- بلوف، سيمون (1998)، هويات مستوحاة من دفاتر رامانوجان II ، مؤرشفة من الأصل في 14 ديسمبر 2002.
- Rivoal، Tanguy (2000)، “La fonction zêta de Riemann prend une infinité de valeurs irrationnelles aux entiers impairs”، Comptes Rendus de l'Académie des Sciences، Série I ، 331 (4): 267–270 ، أرخايف : math/0008051 ، بيب كود : 2000CRASM.331..267R ، دوى : 10.1016/S0764-4442(00)01624-4 ، S2CID 119678120 .
- سريفاستافا، إتش إم (ديسمبر 2000)، "بعض عائلات تمثيلات المتسلسلات المتقاربة بسرعة لدوال زيتا" (ملف PDF) ، المجلة التايوانية للرياضيات ، 4 (4): 569-599 ، doi : 10.11650/twjm/1500407293 ، OCLC 36978119 ، تم الاطلاع عليه في 22 أغسطس 2015 .
- فان دير بورتن، ألفريد (1979)، "برهان أغفله أويلر ... برهان أبيري على عدم عقلانية" (PDF)" ، مجلة الذكاء الرياضي ، 1 (4): 195-203 ، doi : 10.1007/BF03028234 ، S2CID 121589323 ، مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) في 6 يوليو 2011 .
- ويدينيفسكي، سيباستيان (2001)، سيمون بلوف (محرر)، قيمة زيتا (3) إلى مليون مكان ، مشروع غوتنبرغ(رسالة إلى سيمون بلوف، مع جميع المنازل العشرية ولكن بنص أقصر قام سيمون بلوف بتحريره).
- ويدينيفسكي، سيباستيان (13 ديسمبر 1998)، قيمة زيتا (3) حتى مليون منزلة(رسالة إلى سيمون بلوف، مع النص الأصلي ولكن مع بعض المنازل العشرية فقط).
- يي، ألكسندر ج. (2009)، الحسابات الكبيرة.
- يي، ألكسندر ج. (2017)، زيتا (3) - ثابت أبيري
- ناج ، ديبانجان (2015)، “حساب ثابت Apéry إلى 400.000.000.000 رقم، رقم قياسي عالمي” ، ديبانجان
- زوديلين، واديم (2001)، "أحد الأرقام،،،"غير نسبي"، مجلة الدراسات الرياضية الروسية ، 56 (4): 774-776 ، رمز Bibcode : 2001RuMaS..56..774Z ، doi : 10.1070/RM2001v056n04ABEH000427 ، S2CID 250734661 .
- زوديلين، واديم (2002)، "برهان أولي لنظرية أبيري"، arXiv : math/0202159
{{cite arXiv}}: CS1 maint: overridden setting ( link ) .
للمزيد من القراءة
- راماسوامي، ف. (1934)، "ملاحظات حول دالة زيتا لريمان"، مجلة الجمعية الرياضية بلندن ، 9 (3): 165-169 ، doi : 10.1112/jlms/s1-9.3.165.
- ناهين، بول ج. (2021)، في البحث عن زيتا-3: أكثر مسائل الرياضيات غموضًا التي لم تُحل في العالم ، برينستون: مطبعة جامعة برينستون، رمز Bibcode : 2021ipzw.book.....N ، رقم ISBN 978-0-691-22759-7، OCLC 1260168397
روابط خارجية
- وايسشتاين، إريك دبليو ، "ثابت أبيري" ، عالم الرياضيات
{{cite web}}: CS1 maint: overridden setting ( link ) - ثابت بلوف، سيمون، زيتا (3) أو أبيري حتى 2000 مكان ، مؤرشف من الأصل في 5 فبراير 2008 ، تم استرجاعه في 29 يوليو 2005
- سيتي، روبرت ج. (2015)، ثابت أبيري - زيتا (3) - 200 مليار رقم ، مؤرشف من الأصل في 8 أكتوبر 2013.
تتضمن هذه المقالة مواد من ثابت أبيري على موقع PlanetMath ، وهو مرخص بموجب رخصة Creative Commons Attribution/Share-Alike .
- الثوابت الرياضية
- نظرية الأعداد التحليلية
- الأعداد غير النسبية
- وظائف زيتا و L
