बासेल समस्या क्या है?

1 + 1/4 + 1/9 + ⋯ = π²/6
Σ 1/n² = π²/6 ≈ 1.64493. ऑयलर, 1734.

बासेल समस्या पूछती है: 1 + 1/4 + 1/9 + 1/16 + ⋯ का सटीक मान क्या है? श्रेणी अभिसारी है, पर किस मान पर? पिएत्रो मेंगोली ने यह प्रश्न 1650 में पूछा। 84 वर्षों तक हर गणितज्ञ इसके आगे अटका रहा, जब तक 1734 में 28 वर्ष की आयु में ऑयलर ने इसे हल नहीं कर दिया।

1+1/4+1/9+... के आंशिक योग π²/6 की ओर अभिसरित होते हुए
11.211.421.63π²/6S(n)13467100n

आंशिक योग धीरे-धीरे π²/6 ≈ 1.6449 की ओर बढ़ते हैं। 1734 में ऑयलर ने सिद्ध किया कि सीमा π²/6 है, और इस तरह विश्लेषण को ज्यामिति से जोड़ा।

ऑयलर के प्रमाण में sin(x)/x की टेलर श्रेणी को उसके शून्यों ±π, ±2π, ±3π… पर एक अनंत गुणनफल के रूप में लिखा गया। गुणनफल रूप के x² गुणांक की टेलर गुणांक से तुलना करने पर सीधे Σ 1/n² = π²/6 मिल जाता है। यह गणित की सबसे प्रसिद्ध गणनाओं में से एक है, और यहाँ π का आना संयोग नहीं है: रीमान जीटा फलन के माध्यम से वृत्त और गोले स्वाभाविक रूप से पूर्णांकों के योगों से जुड़े होते हैं।

बासेल श्रेणी के पहले आठ पद: 1/n^2
0.5110.250.111110.06250.040.027780.020410.01562n=1n=2n=3n=4n=5n=6n=7n=8

प्रत्येक पद 1/n^2 तेज़ी से घटता है। उनका योग ठीक pi^2/6 ~1.6449 की ओर अभिसरित होता है।

यह परिणाम आगे भी सामान्यीकृत होता है: ζ(4) = π⁴/90, ζ(6) = π⁶/945, और सभी सम जीटा मान π की घातों के परिमेय गुणज हैं। विषम मान ζ(3), ζ(5), ζ(7)… कहीं अधिक रहस्यमय हैं। अपेरी ने 1978 में सिद्ध किया कि ζ(3) अपरिमेय है, लेकिन π के रूप में उसका कोई बंद रूप ज्ञात नहीं है।

ऑयलर के प्रमाण का विचार: sin(x)/x एक अनंत गुणनफल के रूप में
sin(x)/x = (1−x²/π²)(1−x²/4π²)(1−x²/9π²)…
Comparing x² coefficient: −1/π² − 1/4π² − 1/9π² − … = −1/6
Therefore 1/1² + 1/2² + 1/3² + … = π²/6 ∎
एक आश्चर्यजनक प्रायिकता

दो यादृच्छिक पूर्णांकों के परस्पर सहाभाज्य (coprime) होने की प्रायिकता ठीक 6/pi^2 होती है, जो pi^2/6 का व्युत्क्रम है। यह लगभग 60.8% है। इससे बासेल समस्या सीधे संख्या-सिद्धांत और प्रायिकता से जुड़ जाती है।

संबंधित विषय
पाई रीमान जीटा अपेरी
उपयोग क्षेत्र
गणित
भौतिकी
अभियांत्रिकी
🧬जीवविज्ञान
💻कंप्यूटर विज्ञान
📊सांख्यिकी
📈वित्त
🎨कला
🏛वास्तुकला
संगीत
🔐क्रिप्टोग्राफ़ी
🌌खगोलविज्ञान
रसायनविज्ञान
🦉दर्शनशास्त्र
🗺भूगोल
🌿पारिस्थितिकी
Want to test your knowledge?
Question
दो यादृच्छिक पूर्णांकों का कोई उभयनिष्ठ गुणनखंड न होने की प्रायिकता क्या है?
tap · space
1 / 10