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无尽的余项(第3页)

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“我知道。”

林深的嘴角,扬起一抹微笑,“我不怕。”

挂了电话,林深站起身,走到窗边,推开窗户。

秋风带着凉意,扑面而来,吹起他额前的碎发。

他看着远处的天际线,看着太阳一点点升起,把天空染成一片金黄。

他知道,从这一刻起,他踏上了一条漫长的路。

一条通向无穷余项的路,一条追寻一个数字呼吸的路。

而那个叫γ的常数,正站在路的尽头,等着他。

第二章调和级数的迷雾林深的研究,从图书馆的角落开始。

数学系的图书馆,像一座被时光遗忘的城堡,高大的书架直抵天花板,阳光透过彩色玻璃窗,在地板上投下斑斓的光斑。

空气里弥漫着旧书的气息,混杂着墨香和灰尘的味道,安静得能听见自己的心跳。

林深每天都泡在这里,翻阅着那些积满灰尘的数学典籍。

从欧拉的《无穷分析引论》,到马歇罗尼的《定积分教程》,再到现代数学家关于γ的论文,他像一只贪婪的书虫,啃食着每一个与γ相关的字符。

他发现,欧拉对γ的研究,始于对调和级数的探索。

1735年,欧拉在计算调和级数的前n项和时,发现这个和可以表示为lnn+gaa+varepsilon_n,其中varepsilon_n是一个趋向于0的余项。

这个发现,让调和级数的发散性有了更深刻的内涵——它虽然奔向无穷,但它与lnn的差值,却被一个常数牢牢束缚住。

马歇罗尼则是第一个系统研究这个常数的数学家,他计算出了γ的前12位小数,并将其命名为“欧拉常数”

后来,数学家们为了纪念他的贡献,将这个常数改称为“欧拉-马歇罗尼常数”

林深在笔记本上,写下一行又一行的公式:h_n=1+frac{1}{2}+frac{1}{3}++frac{1}{n}=lnn+gaa+frac{1}{2n}-frac{1}{12n2}+frac{1}{120n4}-这是调和级数前n项和的渐近展开式,后面的项,是越来越小的余项。

林深看着这个公式,忽然觉得,γ就像一个锚,把发散的调和级数,锚定在了lnn的旁边。

他的手指,在公式上轻轻划过。

frac{1}{2n},frac{1}{12n2},frac{1}{120n4}……这些余项,像一层层薄雾,笼罩着γ。

要想看清γ的真面目,就必须拨开这些迷雾。

林深决定,从渐近展开式入手。

他要计算那些余项,看看它们如何影响γ的近似值,看看当n趋向于无穷大时,这些余项如何消失在无穷的尽头。

他回到宿舍,打开电脑,编写了一个更复杂的程序。

这个程序,不仅能计算调和级数的前n项和,还能计算渐近展开式中的各项余项,然后精确地算出γ的近似值。

,!

程序运行起来,屏幕上的数字,像瀑布一样流淌。

林深看着那些数字,眼睛都不敢眨一下。

当n=1000时,γ≈0;当n=时,γ≈0;当n=时,γ≈0……数字越来越精确,越来越接近祖父手稿上的那串数字。

林深的心跳,也越来越快。

他发现,随着n的增大,渐近展开式中的余项,对γ的影响越来越小。

frac{1}{2n}项,在n=1000时,贡献了00005;在n=时,贡献了000005;在n=时,贡献了0000005……它们像退潮的海水,一点点地褪去,露出了γ的真身。

林深把这些数据整理成表格,画成曲线。

曲线在坐标系中,先是快速上升,然后逐渐平缓,最后趋向于一条水平的直线——那条直线,就是γ的精确值。

“原来如此。”

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