數學級數中的趣味拾遺

2020-12-12 電子通信和數學

第一:有關e的一些等式性質

前面的許多文章都得出了e的級數形式是

如果a^y=e^z 則兩邊取對數得到ylna=z,帶入上式就得到指數函數對數(log=In)

早期文章已經得到,當i是無窮大時有關e的關係式,將ylna=z帶入得到(log=In)

從上式又得到自然對數的等式形式:其中log=In

第二:分母是多項式的冪時,係數之間的重要方程關係

前面《二項式情況下的無窮級數中隱含的重要方程》文中歐拉得出分母是二項式冪形式下的分數函數的無窮級數時,它們的係數存在著一個重要的關係方程。每一項係數都有前幾項的係數決定,例如分母是二項式二次冪時,每一項都有前三項決定,分母是二項式三次冪時每一項都有前四項決定

推廣到一般形式,如果各項的係數是

n次冪時則各項係數存在如下關係,方程恆成立,這是由歐拉首次得出來的

當分母不是二項式的冪,而是多項式的冪時,級數的性質要用另一種方法來闡明,設函數為

展成無窮級數為

為了便於考察,記這個級數為

在這樣的記法之下,任何一個係數N都有他的前若干個係數決定,這個若干等於α,β,γ,δ……的個數,關係式為:

這個規律依賴於z的指數,不固定,但接近於遞推級數的項,由分母決定的規律,這一不固定的規律只適用於分子為1,或為常數的情形,如果分子包含z的另外一個或幾個冪,那麼這規律就更為複雜,如果你學了微分就變得很容易。

例如函數:

第三:用對數的級數形式計算數值的對數

前面已經得到對數函數的級數形式,我們可以用此來計算數值的對數

令x=1/5時,得到

令x=1/7,得到

第四:無理數展成無窮級數形式

二項式定理大家早已知曉,我們利用定理

可以把無理數展成無窮級數,只要m/n不是整數,定理中的項數就是無窮的,例如

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