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Números de Bernoulli

He leído que los Números de Bernoulli están definidos por la serie $$ \frac{z}{e^z-1}\equiv \sum\limits_{n=0}^{\infty}B_n\frac{z^n}{n!},$$
Así que si empiezo con $0$ Me sale $$ B_0\frac{1}{1}=B_0{1}. $$ Mi pregunta es, ¿por qué hay un $B_0$ en el término... ¿tiene algún significado? O simplemente un "marcador" o algo que indique que se trata de la $B_0$ ¿término?

Si encuentro el segundo término obtengo $$ B_1\frac{z}{1}=B_1z $$ ¿Cuál es el $z$ ? He leído que debe ser $\left|z\right|<2\pi$ pero, ¿cómo se consigue $\frac{-1}{2}$ ?

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John Fouhy Puntos 759

En primer lugar, utilizando la serie de Taylor para $e^z$ tenemos $$ \frac{e^z-1}{z} = 1 + \frac{z}{2} + \frac{z^2}{6} + \frac{z^3}{24} + \cdots. $$ Multiplicando esto por la serie de potencias para $z/(e^z-1)$ y comparando los coeficientes (el producto debe ser $1$ ) obtenemos $$ \begin{align*} 1 &= B_0 \\ 0 &= B_1 + 1/2 \\ 0 &= (2B_2) + (1/2) B_1 + (1/6) B_0 \\ 0 &= (6B_3) + (1/2) (2B_2) + (1/6) B_1 + (1/24) B_0 \end{align*} $$ y así sucesivamente. Por lo tanto, $B_0 = 1$ , $B_1 = -1/2$ , $B_2 = 1/6$ , $B_3 = -1/30$ y así sucesivamente.

Si se observa la función $$ f(z) = \frac{z}{e^z-1} + \frac{z}{2} $$ entonces descubres que $$ \begin{align*} f(-z) = \frac{-z}{e^{-z}-1} - \frac{z}{2} = \frac{ze^z}{e^z-1} - \frac{z}{2} = \frac{z}{e^z-1} + z - \frac{z}{2} = f(z). \end{align*} $$ Por lo tanto, $f(z)$ es par y todos los coeficientes de impar en su serie de potencias desaparecen. Esto demuestra que, aparte de $B_1 = -1/2$ todos los demás números de Bernoulli indexados por impar desaparecen. ¿Por qué los necesitamos, entonces? Son sólo la secuencia cuya serie generadora exponencial es $z/(e^z-1)$ .

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Julian Knight Puntos 121

El enunciado que define los números de Bernoulli dice que la expansión en serie de potencias de $\frac{z}{e^z-1}$ es igual a la serie de potencias de la derecha; es decir, el coeficiente de $x^i$ en la expansión de la serie de potencias es $B_i$ . Los primeros términos de la expansión son $$\frac{z}{e^z-1} = 1-\frac{z}{2}+\frac{z^2}{12}-\frac{z^4}{720}+\frac{z^6}{30240}+\cdots.$$ Así, \begin{align*} B_0&=1 \\ B_1&=-\frac{1}{2}\\ B_2&=2!\cdot\frac{1}{12}=\frac{1}{6}\\ B_3&=0\\ B_4 &= -4!\cdot\frac{1}{720} = -\frac{1}{30} \end{align*} y así sucesivamente.

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