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巴塞尔问题

指数 巴塞尔问题

巴塞尔问题是一个著名的数论问题，这个问题首先由在1644年提出，由莱昂哈德·欧拉在1735年解决。由于这个问题难倒了以前许多的数学家，欧拉一解出这个问题马上就出名了，当时他二十八岁。欧拉把这个问题作了一番推广，他的想法后来被黎曼在1859年的论文《论小于给定大数的质数个数》（On the Number of Primes Less Than a Given Magnitude）中所采用，论文中定义了黎曼ζ函数，并证明了它的一些基本的性质。这个问题是以瑞士的第三大城市巴塞尔命名的，它是欧拉和伯努利家族的家乡。 这个问题是精确计算所有平方数的倒数的和，也就是以下级数的和： \sum_^\infin \frac.

目录

  1. 28 关系: 城市，多元微积分，复数，巴塞尔，帕塞瓦尔恒等式，三角函数，平方数，二项式定理，伯努利家族，伯努利数，傅里叶分析，傅里叶级数，倒数，素数，级数，瑞士，韦达定理，萊昂哈德·歐拉，複分析，黎曼ζ函數，Kibibyte，Mathematical Association of America，极限，棣莫弗公式，波恩哈德·黎曼，泰勒级数，施普林格科学+商业媒体，数论。

  2. Ζ函數與L函數
  3. 圆周率算法
  4. 数学问题
  5. 数论中的平方

城市

城、市、都、城市或都市是為人口较為稠密、工商業較為發達的地区，一般包括了住宅区、工业区和商业区等機能分區，并且具备行政管辖功能。城市的行政管辖功能可能涉及较其本身更广泛的区域。城市中有楼房、街道和公園等基礎建設。 一般而言城市會有較完善的公共卫生設備、公用事業、土地規劃、住宅及運輸系統。密集的開發方便人們的互動，也便於商業活動的進行。大都市一般會有對應的郊區及卧城。大都市一般也都有其市区，許多人住在郊區，每天通勤到市区上班。若一個城市已擴展到其他都市接壤，此一區域就會形成集合城市。.

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多元微积分

在微积分学中，多元微积分（也称为多变量微积分，Multivariable calculus，multivariate calculus）是涉及多元函數的微積分學的統稱。相较于只有单个变量的一元微积分，多元微积分在函数的求导和积分等运算中含有至少两个变量。例如微分多元函數時，就引申出偏微分、全微分，對多元函數進行積分計算時，又會涉及多重積分。.

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复数

#重定向 复数 (数学).

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巴塞尔

巴塞爾（又稱為巴泽爾，Basel，Bâle，Basilea）是瑞士的第三大城市（僅次於蘇黎世和日內瓦），為巴塞爾城市州（Basel-Stadt，Bâle-Ville）的首府，坐落於瑞士西北的三國交角，西北鄰法國阿爾薩斯，東北與德國南北走向的黑森林山脈接壤；而萊茵河在此東注北湧穿城而去，將巴塞爾一分為二，版圖較大者位於西岸稱為大巴塞爾区，小巴塞爾区則位於東岸。 巴塞尔与邻近的自治市里恩（Riehen）和贝廷恩（Bettingen BS）以及与城市附近的古老渔村克莱恩许宁恩（Kleinhüningen）联合形成巴塞尔城市州。 巴塞尔市中心是围绕着市政大厅及14世纪建成的巴塞尔大学附近形成的。狭窄的街道及小路，因为被莱茵河隔断而建立的桥梁都是巴塞尔的特色之处。进入市中心部分则因为保护关系除了搭载游客的电车外，是没有任何机动交通工具的。 巴塞尔是化工和制药工业发达的地区，尤其以知名药业公司诺华（Novartis）和霍夫曼·罗氏集团（Hoffmann - La Roche）为首的瑞士最大的药品公司总部都设在巴塞尔。位于巴塞尔附近的穆滕茨（Muttenz）是全欧洲最大的铁路调路及分路车站。巴塞尔港口是瑞士仅有的由莱茵河畔向北海的出口。巴塞尔－米卢斯－弗赖堡欧洲机场是与邻近的法国一同管理的，它位于法国境内，由一条高速公路通往瑞士境内。边界关税于是成为了机场范围内的收费项目。 巴塞尔有时被冠以Romandie的德語名称，因为巴塞尔的官方语系是德语，其准确的官方称呼是巴塞尔-德语。.

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帕塞瓦尔恒等式

在数学分析中，以Marc-Antoine Parseval命名的帕塞瓦尔恒等式是一个有关函数的傅里叶级数的可加性的基础结论。从几何观点来看，这就是内积空间上的毕达哥拉斯定理。 通俗地说，此恒等式表明“函数的傅里叶系数的平方和”与“函数平方后的积分值”可以直接换算 在这里ƒ的傅里叶系数cn可通过下式计算得到 正式一点地说，结论成立的前提是上面提到的ƒ必须是平方可积函数，或者更一般地说，要是在''L''2−π,π中。一个与之相似的结果就是Plancherel定理,它指出函数的傅里叶转换的平方和的积分等于函数本身平方的积分。就一维情形而言，对于，我们有.

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三角函数

三角函数（Trigonometric functions）是数学中常见的一类关于角度的函数。三角函数将直角三角形的内角和它的两个边的比值相关联，也可以等价地用与单位圆有关的各种线段的长度来定义。三角函数在研究三角形和圆等几何形状的性质时有重要作用，也是研究周期性现象的基础数学工具。在数学分析中，三角函数也被定义为无穷级数或特定微分方程的解，允许它们的取值扩展到任意实数值，甚至是复数值。 常见的三角函数包括正弦函数（\sin）、余弦函数（\cos）和正切函数（\tan或者\operatorname）；在航海学、测绘学、工程学等其他学科中，还会用到如余切函数、正割函数、余割函数、正矢函数、半正矢函数等其他的三角函数。不同的三角函数之间的关系可以通过几何直观或者计算得出，称为三角恒等式。 三角函数一般用于计算三角形中未知长度的边和未知的角度，在导航、工程学以及物理学方面都有广泛的用途。另外，以三角函数为模版，可以定义一类相似的函数，叫做双曲函数。常见的双曲函数也被称为双曲正弦函数、双曲余弦函数等等。.

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平方数

数学上，平方数，或称完全平方数，是指可以写成某个整数的平方的数，即其平方根为整数的数。例如，9.

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二项式定理

在初等代數中，二项式定理（Binomial theorem）描述了二项式的幂的代数展开。根据该定理，可以将两个数之和的整数次幂诸如(x + y)n 展开为类似 axbyc 项之和的恒等式，其中b、c均为非负整数且。系数a是依赖于 n 和b的正整数。当某项的指数为0时，通常略去不写。例如： (x+y)^4 \;.

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伯努利家族

伯努利（Bernoulli）家族是一个商人和学者家族，来自瑞士巴塞尔。家族的建立人，莱昂·伯努利，于16世纪从比利时安特卫普移民到巴塞尔。很多艺术家和科学家出自伯努利家族，特别是18世纪：.

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伯努利数

數學上，白努利數 是一個與數論有密切關聯的有理數序列。前幾項被發現的白努利數分別為： 上標 ± 在本文中用來區別兩種不同的白努利數定義，而這兩種定義只有在 時有所不同：.

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傅里叶分析

傅里叶分析，是数学的一个分支领域。它研究如何将一个函数或者信号表达为基本波形的叠加。它研究并扩展傅里叶级数和傅里叶变换的概念。基本波形称为调和函数，调和分析因此得名。在过去两个世纪中，它已成为一个广泛的主题，并在诸多领域得到广泛应用，如信号处理、量子力学、神经科学等。 定义于Rn上的经典傅里叶变换仍然是一个十分活跃的研究领域，特别是在作用于更一般的对象（例如缓增广义函数）上的傅里叶变换。例如，如果在函数或者信号上加上一个分布f，我们可以试图用f的傅里叶变换来表达这些要求。Paley-Wiener定理就是这样的一个例子。Paley-Wiener定理直接蕴涵如果f是紧支撑的一个非零分布，（这包含紧支撑函数），则其傅里叶变换从不拥有紧支撑。这是在调和分析下的测不准原理的一个非常初等的形式。参看经典调和分析。 在希尔伯特空间，傅里叶级数的研究变得很方便，该空间将调和分析和泛函分析联系起来。.

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傅里叶级数

在数学中，傅里叶级数（Fourier series, ）是把类似波的函数表示成简单正弦波的方式。更正式地说，它能将任何周期函数或周期信号分解成一个（可能由无穷个元素组成的）简单振荡函数的集合，即正弦函数和余弦函数（或者，等价地使用复指数）。离散时间傅里叶变换是一个周期函数，通常用定义傅里叶级数的项进行定义。另一个应用的例子是Z变换，将傅里叶级数简化为特殊情形 |z|.

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倒数

數學上，一个数\displaystyle x的倒数（reciprocal），或稱乘法逆元（multiplicative inverse），是指一個与\displaystyle x相乘的积为1的数，记为\displaystyle \tfrac或\displaystyle x^。在抽象代数中，倒数所对应的抽象化概念是乘法群的某个元素的“乘法逆”，也就是相对于群中“乘法”运算的逆元素。注意这个名词只当相应的群中的运算被称为“乘法”后才使用。如果群中的运算被称为“加法”，那么同样的概念称为“加法逆”。乘法逆的具体定义可以参见群的逆元素概念。 汉语中，名词倒数一般用来表示数字的乘法逆，一般在各种数域如：有理数、实数、复数，以及模n的同余类所构成的乘法群中使用。在复数域（实数域）中，每个除了0以外的复数（实数）都存在倒数：只要用某个数自身除1（也就是说用1除以某个数），即可得到它的倒数。用数学记号表示的话： 每个复数（实数）只有一个倒数。一般来说，并不是对所有的代数结构中的乘法运算，每个元素都存在其乘法逆，如对矩阵乘法来说，秩小于阶数的矩阵就没有乘法逆。一个环中的一个元素有乘法逆当且仅当它是可逆元，而它的乘法逆是唯一的当且仅当它不是一个零因子，或者说当它是一个正则元。每个非零元素都有乘法逆的环称为除环。每个非零元素都至多有一个乘法逆的环称为无零因子环。.

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素数

質--數（Prime number），又称素--数，指在大於1的自然数中，除了1和該数自身外，無法被其他自然数整除的数（也可定義為只有1與該數本身两个正因数的数）。大於1的自然數若不是質數，則稱之為合數。例如，5是個質數，因為其正因數只有1與5。而6則是個合數，因為除了1與6外，2與3也是其正因數。算術基本定理確立了質數於數論裡的核心地位：任何大於1的整數均可被表示成一串唯一質數之乘積。為了確保該定理的唯一性，1被定義為不是質數，因為在因式分解中可以有任意多個1（如3、1×3、1×1×3等都是3的有效因數分解）。 古希臘數學家歐幾里得於公元前300年前後證明有無限多個質數存在（欧几里得定理）。現時人們已發現多種驗證質數的方法。其中試除法比較簡單，但需時較長：設被測試的自然數為n，使用此方法者需逐一測試2與\sqrt之間的整數，確保它們無一能整除n。對於較大或一些具特別形式（如梅森數）的自然數，人們通常使用較有效率的演算法測試其是否為質數（例如277232917-1是直至2017年底為止已知最大的梅森質數）。雖然人們仍未發現可以完全區別質數與合數的公式，但已建構了質數的分佈模式（亦即質數在大數時的統計模式）。19世紀晚期得到證明的質數定理指出：一個任意自然數n為質數的機率反比於其數位（或n的對數）。 許多有關質數的問題依然未解，如哥德巴赫猜想（每個大於2的偶數可表示成兩個素數之和）及孿生質數猜想（存在無窮多對相差2的質數）。這些問題促進了數論各個分支的發展，主要在於數字的解析或代數方面。質數被用於資訊科技裡的幾個程序中，如公鑰加密利用了難以將大數分解成其質因數之類的性質。質數亦在其他數學領域裡形成了各種廣義化的質數概念，主要出現在代數裡，如質元素及質理想。.

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级数

在数学中，一个有穷或无穷的序列u_0,u_1,u_2 \cdots的元素的形式和S称为级数。序列u_0,u_1,u_2 \cdots中的项称作级数的通项。级数的通项可以是实数、矩阵或向量等常量，也可以是关于其他变量的函数，不一定是一个数。如果级数的通项是常量，则称之为常数项级数，如果级数的通项是函数，则称之为函数项级数。常见的简单有穷数列的级数包括等差数列和等比数列的级数。 有穷数列的级数一般通过初等代数的方法就可以求得。如果序列是无穷序列，其和则称为无穷级数，有时也简称為级数。无穷级数有发散和收敛的区别，称为无穷级数的敛散性。判断无穷级数的敛散性是无穷级数研究中的主要工作。无穷级数在收敛时才會有一个和；发散的无穷级数在一般意义上没有和，但可以用一些别的方式来定义。 无穷级数的研究更多的需要数学分析的方法来解决。无穷级数一般写作\textstyle a_1 + a_2 +a_3+ \cdots、\textstyle \sum a_n或者\textstyle \sum_^\infty a_n，级数收敛时，其和通常被表示为\textstyle \sum_^\infty a_n。.

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瑞士

士联邦（Schweizerische Eidgenossenschaft；Confédération suisse；Confederazione Svizzera；Confederaziun svizra；正式称呼采用Confœderatio Helvetica，因此瑞士的ISO 3166双拉丁字母国家代号是“CH”）通稱瑞士（Schweiz；Suisse；Svizzera；Svizra），為中欧或者西歐國家之一，劃分為26個州。瑞士為聯邦制國家，伯爾尼是联邦政府所在地。瑞士北靠德国，西邻法国，南接意大利，东临奥地利和列支敦士登。 瑞士屬内陆山地國家，地理上分為阿爾卑斯山、瑞士高原及侏羅山脈三部分，面积41,285平方公里，阿爾卑斯山佔國土大部分面積，而800萬人口中，大多分布於瑞士高原，瑞士高原也是瑞士主要城市如經濟中心蘇黎世及日內瓦的所在地。瑞士因自然風光及氣候條件而有「世界公園」的美譽。 瑞士一開始有僱傭兵制度，後來才改採武裝中立，自1815年維也納會議後從未捲入过國際战争，瑞士自2002年起才成為聯合國正式會員國，但瑞士實行積極外交政策且頻繁參與世界各地的重建和平活動；瑞士為红十字国际委员会的發源地且為许多国际性组织总部所在地，如联合国日内瓦办事处。在歐洲區域組織方面，瑞士為欧洲自由贸易联盟的創始國及申根区成員國，但並非欧盟及歐洲經濟區成員國。 依照人均国民生产总值，瑞士是世界最富裕的国家之一，同時瑞士人均財富也居（除摩纳哥之外的）世界首位。依國際匯率計算，瑞士為世界第19大經濟體；以购买力平价計算則為世界第39大經濟體；出口額及進口額分別居世界第20位及第18位。瑞士由3個主要語言及文化區所組成，分別為德语區、法语區及意大利语區，而後加入了罗曼什语區。雖然瑞士人中德語人口居多數，但瑞士並未形成單一民族及語言的國家，而且其國民中外國出生的比例相當高。對國家強烈的歸屬感則來自於共同的歷史背景及價值觀，如联邦主义及直接民主制等。傳統上以瑞士永久同盟於1291年8月初締結為建國之初始，而8月1日是瑞士國慶日。.

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韦达定理

韦达定理給出多項式方程的根与系数的关系，所以又简称根與係數。定理陳述如下： 设F(x).

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萊昂哈德·歐拉

莱昂哈德·欧拉（Leonhard Euler，台灣舊譯尤拉，）是一位瑞士数学家和物理学家，近代数学先驱之一，他一生大部分时间在俄国和普鲁士度过。 欧拉在数学的多个领域，包括微积分和图论都做出过重大发现。他引进的许多数学术语和书写格式，例如函数的记法"f(x)"，一直沿用至今。此外，他还在力学、光学和天文学等学科有突出的贡献。 欧拉是18世纪杰出的数学家，同时也是有史以来最伟大的数学家之一。他也是一位多产作者，其学术著作約有60-80冊。法国数学家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯曾这样评价欧拉对于数学的贡献：“读欧拉的著作吧，在任何意义上，他都是我们的大师”。.

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複分析

複變分析是研究複變函數，特別是亞純函數和複變解析函數的數學理論。 研究中常用的理论、公式以及方法包括柯西积分定理、柯西积分公式、留数定理、洛朗级数展开等。複變分析的应用领域较为广泛，在其它数学分支和物理学中也起着重要的作用。包括数论、应用数学、流体力学、热力学和电动力学。.

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黎曼ζ函數

黎曼ζ函數ζ（s）的定義如下： 設一複數s，其實數部份> 1而且： \sum_^\infin \frac 它亦可以用积分定义： 在区域上，此无穷级数收敛并为一全纯函数（其中Re表示--的实部，下同）。欧拉在1740考虑过s为正整数的情况，后来切比雪夫拓展到s>1。波恩哈德·黎曼认识到：ζ函数可以通过解析开拓来扩展到一个定义在复数域（s, s≠ 1）上的全纯函数ζ（s）。这也是黎曼猜想所研究的函数。 虽然黎曼的ζ函数被数学家认为主要和“最纯”的数学领域数论相关，它也出现在应用统计学（参看齊夫定律（Zipf's Law）和（Zipf-Mandelbrot Law））、物理，以及调音的数学理论中。.

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Kibibyte

Kibibyte是一種資訊計量單位，代表1024字节，即210字节，一般簡稱為KiB。Kibibyte是來自英文 kilo binary byte 的縮寫，意思為「千位二進位字節」。.

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Mathematical Association of America

#重定向 美国数学协会.

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极限

极限可以指：.

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棣莫弗公式

棣莫弗公式是一個關於複數和三角函數的公式，命名自法國數學家亞伯拉罕·棣美弗（Abraham de Moivre，1667年－1754年）。其內容為對任意複數和整數，下列性質成立： 其中是虛數單位（）。值得注意的是，儘管本公式以棣美弗本人命名，他從未直接地將其發表過。為了方便起見，我們常常將合併為另一個三角函數，也就是說： 在操作上，我們常常限制屬於實數，這樣一來就可藉由比較虛部與實部的方式把和變化為和的形式。另外，儘管棣美弗公式限制須為整數，但倘若吾人適當推廣本公式，便可將拓展到非整數的領域。.

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波恩哈德·黎曼

格奥尔格·弗雷德里希·波恩哈德·黎曼《世界人名翻譯大辭典》，2342頁，「Riemann, Berhard」條。 （德語：Georg Friedrich Bernhard Riemann，，）德国数学家，黎曼几何学创始人，复变函数论创始人之一。.

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泰勒级数

在数学中，泰勒级数（Taylor series）用无限项连加式——级数来表示一个函数，这些相加的项由函数在某一点的导数求得。泰勒级数是以于1715年发表了泰勒公式的英國数学家布魯克·泰勒（Sir Brook Taylor）来命名的。通过函数在自变量零点的导数求得的泰勒级数又叫做麦克劳林级数，以苏格兰数学家科林·麦克劳林的名字命名。 拉格朗日在1797年之前，最先提出帶有餘項的現在形式的泰勒定理。实际应用中，泰勒级数需要截断，只取有限项，可以用泰勒定理估算这种近似的误差。一个函数的有限项的泰勒级数叫做泰勒多项式。一个函数的泰勒级数是其泰勒多项式的极限（如果存在极限）。即使泰勒级数在每点都收敛，函数与其泰勒级数也可能不相等。开区间（或复平面开片）上，与自身泰勒级数相等的函数称为解析函数。.

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施普林格科学+商业媒体

施普林格科学+商业媒体（Springer Science+Business Media）或施普林格（Springer，），在柏林成立，是一个总部位于德国的世界性出版公司，它出版教科书、学术参考书以及同行评论性杂志，专--于科学、技术、数学以及医学领域。在科学、技术与医学领域中，施普林格是最大的书籍出版者，以及第二大世界性杂志出版者（最大的是爱思唯尔）。施普林格拥有超过60个出版社，每年出版1,900种杂志，5,500种新书，营业额为9.24亿欧元（2006年），雇有超过5,000名员工 。施普林格在柏林、海德堡、多德雷赫特（位于荷兰）与纽约设有主办事处。施普林格亚洲总部设在香港。2005年8月，施普林格在北京成立代表处。.

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数论

數論是纯粹数学的分支之一，主要研究整数的性質。被譽為「最純」的數學領域。 正整数按乘法性质划分，可以分成質数，合数，1，質数產生了很多一般人也能理解而又懸而未解的問題，如哥德巴赫猜想，孿生質數猜想等，即。很多問題虽然形式上十分初等，事实上却要用到许多艰深的数学知识。这一领域的研究从某种意义上推动了数学的发展，催生了大量的新思想和新方法。數論除了研究整數及質數外，也研究一些由整數衍生的數（如有理數）或是一些廣義的整數（如代數整數）。 整数可以是方程式的解（丟番圖方程）。有些解析函數（像黎曼ζ函數）中包括了一些整數、質數的性質，透過這些函數也可以了解一些數論的問題。透過數論也可以建立實數和有理數之間的關係，並且用有理數來逼近實數（丟番圖逼近）。 數論早期稱為算術。到20世紀初，才開始使用數論的名稱，而算術一詞則表示「基本運算」，不過在20世紀的後半，有部份數學家仍會用「算術」一詞來表示數論。1952年時數學家Harold Davenport仍用「高等算術」一詞來表示數論，戈弗雷·哈羅德·哈代和愛德華·梅特蘭·賴特在1938年寫《數論介紹》簡介時曾提到「我們曾考慮過將書名改為《算術介紹》，某方面而言是更合適的書名，但也容易讓讀者誤會其中的內容」。 卡尔·弗里德里希·高斯曾說：「數學是科學的皇后，數論是數學的皇后。.

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另见

Ζ函數與L函數

圆周率算法

数学问题

数论中的平方