Was ist die Erdős-Borwein-Konstante?

E = Σ 1/(2ⁿ-1) ≈ 1.60669…
1/1 + 1/3 + 1/7 + 1/15 + 1/31 + ⋯ Transzendenz: unbekannt.

Die Erdős-Borwein-Konstante E ist die Summe 1/(2¹−1) + 1/(2²−1) + 1/(2³−1) + ⋯ = 1/1 + 1/3 + 1/7 + 1/15 + 1/31 + ⋯. Die Nenner sind die Mersenne-Zahlen 2ⁿ − 1. Paul Erdős bewies 1948 mit rein elementaren Eigenschaften von Binärdarstellungen, dass E irrational ist.

Partialsummen konvergieren gegen die Erdős-Borwein-Konstante E
11.21.41.61E≈1.607S(n)14710n

Die Partialsummen konvergieren schnell gegen E ≈ 1,6066951524. Die Nenner 2^n−1 wachsen geometrisch, wodurch die Konvergenz viel schneller ist als beim Basler Problem.

Die Reihe konvergiert geometrisch schnell: Jedes Glied ist ungefähr halb so groß wie das vorherige, denn 2ⁿ − 1 ≈ 2ⁿ für große n. Schon nach 20 Gliedern ist die Summe auf 6 Dezimalstellen genau. Die Äquivalenz E = Σ d(n)/2ⁿ, wobei d(n) die ungeraden Teiler von n zählt, verbindet die Konstante mit der Teilbarkeitstheorie.

Erdős-Borwein konvergiert schneller als Basel
E = Σ 1/(2ⁿ−1) ≈ 1.6066951524…
Basel: Σ 1/n² ≈ 1.6449 — terms decrease as 1/n²
Erdős–Borwein: terms decrease as 1/2ⁿ — geometric decay, much faster convergence

Ob E transzendent ist, ist offen. Bemerkenswert an Erdős' Irrationalitätsbeweis ist seine Sparsamkeit: Er nutzte, dass die Binärdarstellungen der Nenner 1, 3, 7, 15, 31… also 1, 11, 111, 1111, 11111, eine besondere Struktur haben, die verhindert, dass die Summe rational sein kann. Der Wert lautet 1,60669515245214159769492939967985…

Reihenglieder: Die Nenner verdoppeln sich in jedem Schritt, die Summe konvergiert gegen E ~1,607
0.5110.333330.142860.066670.032260.015870.007870.003921/11/31/71/151/311/631/1271/255

Jeder Nenner 2^n - 1 ist ungefähr doppelt so groß wie der vorherige. Die Summe konvergiert gegen E ~1,6066951524.

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Kurzfakten zur Erdős-Borwein-Konstante

Die Erdős-Borwein-Konstante E = 1/1 + 1/3 + 1/7 + 1/15 + ... ≈ 1,60669. Paul Erdős bewies 1948 ihre Irrationalität mit binären Eigenschaften der Nenner 2^n - 1. Sie ist gleich der Summe d(n)/2^n, wobei d(n) die ungeraden Teiler von n zählt. Die Reihe konvergiert schnell: Jedes Glied ist ungefähr halb so groß wie das vorige. Ob E transzendent ist, ist unbekannt. Wert: 1,60669515245214159769492939967985...

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