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白努利數

伯努利數是一類在數學和物理學中有著廣泛套用的數,最初由18世紀的瑞士數學家雅各布·伯努利引入。這些數定義為一個有理數數列,具有多種定義方式和套用。

伯努利數的定義主要有兩種方式。一種是通過生成函式定義,設伯努利數為B(n),則有公式e^(t)/(e^(t)-1) = ∑[B(n) * (t^n) / (n!)],其中n從0到∞。另一種是遞歸定義,即對於n≥2時,有公式B(n) = ∑[C(k,n) * B(k)],其中k從0到n。

伯努利數在多個領域有著重要的套用。例如,它們在數論中有重要作用,被用於費馬大定理的論證中。伯努利數還用於描述數學中的一些特定序列和函式,如費馬螺旋的半徑和中心角的關係。此外,伯努利數在流體力學離心式水泵設計消防炮系統水流量計等工程套用中也發揮著關鍵作用。

伯努利數的一些性質包括:對於n≥1時,有B(2n+1)=0;伯努利數正負交替,其中B(4n)<0且B(4n+2)>0(n≥1);以及B2n的量級增長非常快。這些性質使得伯努利數在套用中既具有實用性又具有理論研究價值。