這是我所見過的最美麗的數學“東西”之一,是由18世紀的數學家歐拉發現的,對于歐拉及其作品,我們做過很多介紹:
歐拉常數——最神秘的數字,調和級數的産物,至今看不清它的面貌
很多人真正愛上數學,是從歐拉公式開始的,它到底有怎樣的魔力?
世界上最短的數學論文系列,關于費馬大定理和歐拉猜想
調和級數——自然真理是如何隐藏在數字中的,永遠不要相信直覺
又是歐拉,用代數法求解四次方程的通解,偉大頭腦的一個精妙設計
這位數學家所做的很多數學工作本身就令人震驚。為了理解我所說的和文章開頭的圖片,我們先問自己一個簡單的問題:在不考慮順序的情況下,有多少種方式可以将一個數字寫成其他數字的總和?
這是一個相當難的問題,讓我們先從一些簡單的例子入手,比方說4,現在所有這些所謂的 "方式 "是:
這就是所謂的4的分割(請允許我這麼稱呼),這些是把4分成其他正整數的方法。假設p(4)代表4的分割量,那麼p(4)=5。不管你信不信,p(100)=190,569,292,這意味着有190,569,292種方法可以把100寫成正整數之和。
一個數字的分割量是一個非常深刻的數學問題,歐拉發現的最深刻的真理之一,可以用來精确地根據其他數字的分割量來計算一個數字的分割量。首先讓我們列出一些數字的分割量的數值:
p(數字)=p(數字-1) p(數字-2)-p(數字-5)-p(數字-7)-…
這相當有趣。現在,這些數字(1、2、5、7、12、15、22…)是什麼?看看每一個奇數位置的數字(比如第1個、第3個、第5個等等),把它們列出來:1、5、12、22…,盡管它們可能隻是看起來很随機,但它們确實有一個非常簡單的規律,這個規律是:
這正是它的本質,至于偶數,其中第n個數字的确切值是:
這些數字是所謂的 "五邊形數",
歐拉證明了,對于n是你選擇的任何數字,對于p(0)=1和對于所有負數,它們的分割量是0,我們有:
這揭示了所有數字分割量的真理。
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