數學經典揭秘:證明萊布尼茲級數最美妙的一種數學方法

2020-12-11 電子通信和數學

萊布尼茲級數同沃利斯級數一樣是高等數學中的重要級數,證明它的方法一般都是採用反正切函數的級數形式快速得到,或者用傅立葉級數也可以證明,

本篇我們採用一種純代數方程的形式來證明萊布尼茲級數

首先,來考察如下一個很簡單的方程,它的根有

這裡有一點你要注意到:這些根每一個都是重根,為什麼呢?

曲線y=sinx與直線y=1在橫坐標上是不相交的,而是與它相切,對於這些x值,左邊的導數變為0,但它的二階導數不為0 ,這很顯然說明了這些根就是方程1-sinx=0的重根

因此方程:

我們根據一元高次方程根的公式:

可將其分解為線性因子

比較兩邊x的係數:我們得到

這就是著名的萊布尼茲級數。

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