7 votos

¿Sugerir representaciones de forma cerrada de las constantes matemáticas mediante la matemática experimental?

Bastante a algunos Se sabe que las constantes matemáticas surgen en varias ramas de las matemáticas (más aquí ). No me cabe duda de que son útiles para la comprensión de algunas estructuras matemáticas y aportan algo al conjunto de conocimientos de las matemáticas en su conjunto. Sin embargo, a veces me encuentro mirando estas constantes y me siento insatisfecho. Sospecho que se pueden expresar más constantes en constantes más "fundamentales" como $\pi, e$ y $\gamma$ .

Aunque probablemente Euler estuvo a punto de serlo, los matemáticos del pasado no tenían ordenadores. Ahora podemos utilizar los ordenadores para determinar el valor de las constantes mencionadas con gran precisión. También podemos intentar conjeturar el valor exacto de estas constantes encontrando el valor de alguna combinación aritmética de $\pi, e$ y $\gamma$ y los números reales que corresponden a una de las constantes "no evaluadas" con alta precisión. Mi pregunta es: ¿han "encontrado" los matemáticos experimentales el valor o los valores de algunas de las constantes que he descrito (por el método que he descrito o uno similar)?

Gracias,

Max

P.D. Si alguien conoce una referencia de un artículo/libro que resuma algunos resultados en este subcampo, se lo agradecería.

0 votos

He visto muchos intentos de expresar la constante de estructura fina o masa(protón)/masa(electrón) en términos de constantes matemáticas, para luego construir una teoría física que diga que tiene que ser eso. Ninguno de ellos ha sido considerado convincente por la comunidad, y muchos han caído en la trampa de mediciones más precisas de la constante física que estaban modelando.

3 votos

0 votos

Tenga en cuenta que casi todos los números son algebraicamente independientes.... No veo ninguna razón que sugiera que ciertas constantes puedan ser escritas en términos de $\pi$ .

11voto

Michael Wiles Puntos 158

No me resisto a poner un par de ejemplos de coincidencias numéricas (artificiosas) (ambos son de Experimentación en matemáticas por J.M. Borwein, D.H. Bailey y R. Girgensohn).

Ejemplo 1.

$$\int_{0}^{\infty}\cos(2x)\prod_{k=1}^{\infty}\cos(x/k)\ dx=\frac{\pi}{8}-\epsilon,$$ donde $0<\epsilon<10^{-41}.$

Ejemplo 2.

$$\sum\limits_{k=1}^{\infty}e^{-(k/10)^2}\approx5\sqrt\pi-\frac{1}{2}=8.362269254527580...$$

Pues bien, coinciden en 427 (cuatrocientos veintisiete) dígitos, pero no son iguales.


Una moraleja. Asegúrate de entender el contexto y utiliza tu calculadora simbólica inversa con precaución.

1 votos

El ejemplo 2 es una de esas series theta con una convergencia extremadamente rápida. La razón por la que algunas EDP son fáciles de aproximar numéricamente se debe a esta velocidad. Aquí BTW es el artículo que precedió a la Matemáticas experimentales libro de Borwein y otros.

0 votos

@J. M.: Así es. Gracias por la referencia.

0 votos

@ Andrey Rekalo: Muchas gracias, esto es lo que estaba buscando.

3voto

John Fouhy Puntos 759

¿Has probado el Calculadora simbólica inversa ?

0 votos

@ Yuval Filmus: no, ver este sitio web es una novedad para mí. Gracias. Puede ayudar a conjeturar el valor de algunas constantes, aunque llevaría mucho tiempo probar algunos ejemplos, mientras que un buen programa informático probablemente pueda comprobar muchos valores en menos tiempo. Creo que debo señalar que más bien estoy buscando un documento u otra referencia que presente el método por el cual las representaciones de forma cerrada de estas constantes y que "resultados" (conjeturas) que ha encontrado ya. ¡Gracias por la sugerencia, de todos modos!

0 votos

@ Yuval y Qiaochu: Lo estoy intentando ahora pero no soy capaz de insertar ninguna de las constantes que quiero. Supongo que hay que meter el 'símbolo matemático', pero ¿cuál es el símbolo matemático de la constante de Cataluña, por ejemplo? ¿Y cómo encuentro el símbolo matemático de otras constantes?

1 votos

@Max Muller: no es así como funciona. Introduces expansiones decimales y el ISC intenta adivinar cuál es la constante.

3voto

La constante racional de una serie tipo Apery para $$\zeta(4)$$ se encontró experimentalmente, utilizando fracciones continuas.

1voto

dwj Puntos 2006

No mucha gente sabe que WA también es capaz de dar todo tipo de formas cerradas posibles relativas a las constantes fundamentales, por ejemplo:

http://www.wolframalpha.com/input/?i=2.9299372410244

También puede hacer clic en "más"...

1voto

Gauss descubrió la conexión integral AGM/elíptica a través del valor $$\frac{\omega}{\pi}$$ por la matemática experimental.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X