自然数|这可能是世上最美丽的函数( 六 )


自然数|这可能是世上最美丽的函数
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这是一个绝妙的想法!
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假定w=a+bi ,w的辐角为θ , 且辐值为r , 也就是w=r*e(iθ) 。 让我们以一种有趣的方式重新写一下上面的方程式
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很快我们将意识到这一公式里面有很多看起来非常漂亮的关系 。
最后把它写成相应的实部和虚部的形式(使用举世闻名的欧拉恒等式) , 并考虑这两个公式都隐藏在符号里 。
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这些公式具有难以置信的美 。
注意他们是Gamma函数的推广 , 因为当w=1时 , 我们可以从余弦积分方程得到Gamma函数的定义 。
接下来 , 我们将使用欧拉积分去求解Dirichlet积分 。
Dirichlet积分的推广
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狄利克雷(Dirichlet)
这是一个有趣的问题 。 方程式如下:
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这也是一个非常著名的问题 , 并且有很多方法去求解它 。 比如拉普拉斯变换 , 双重积分 , 甚至费曼路径积分!
我们试着从欧拉公式来推导Dirichlet积分 。 事实上 , 我们将把这一问题推广到更为广泛的结果 , Dirichlet积分只是一个特殊的结果 。 为了实现这一目的 , 我们先使用欧拉对称公式去重写sin函数的左边 。 然而 , 在我们回顾微积分之前 , 我们可以用洛必达法则来证明
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我们对欧拉正弦积分公式的左边做一点变换 ,
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根据上面的计算 , 我们知道
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当-π<θ<π ,我们有
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因此 , 通过对右边取极限 , 我们得到:
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这是一个相当好的公式 。
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