数学中国

 找回密码
 注册
搜索
热搜: 活动 交友 discuz
查看: 229|回复: 7

求证:\(\frac{S_{1}}{S_{2}}=\frac{4}{5}\)

[复制链接]
发表于 2026-4-2 19:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
求证:\(\frac{S_{1}}{S_{2}}=\frac{4}{5}\)

\(\displaystyle S_{1}=\frac{1}{1^2}-\frac{1}{2^2}+\frac{1}{4^2}-\frac{1}{5^2}+\frac{1}{7^2}-\frac{1}{8^2}+\frac{1}{10^2}-\frac{1}{11^2}+\cdots\cdots=\sum_{n=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(3n-2)^2}-\frac{1}{(3n-1)^2}\bigg)\)

\(\displaystyle S_{2}=\frac{1}{1^2}-\frac{1}{5^2}+\frac{1}{7^2}-\frac{1}{11^2}+\frac{1}{13^2}-\frac{1}{17^2}+\frac{1}{19^2}-\frac{1}{23^2}+\cdots\cdots=\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(6x-5)^2}-\frac{1}{(6x-1)^2}\bigg)\)

\(\displaystyle S_{1}=\sum_{n=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(3n-2)^2}-\frac{1}{(3n-1)^2}\bigg)=\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(3(2x-1)-2)^2}-\frac{1}{(3(2x-1)-1)^2}\bigg)+\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(3(2x)-2)^2}-\frac{1}{(3(2x)-1)^2}\bigg)\)

\(\displaystyle=\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(6x-5)^2}-\frac{1}{(6x-4)^2}\bigg)+\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{6x-2)^2}-\frac{1}{(6x-1)^2}\bigg)=A+B\)

\(\displaystyle S_{2}=\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(6x-5)^2}-\frac{1}{(6x-1)^2}\bigg)=\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(6x-5)^2}-\frac{1}{(6x-4)^2}\bigg)+\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(6x-4)^2}-\frac{1}{(6x-2)^2}\bigg)+\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(6x-2)^2}-\frac{1}{(6x-1)^2}\bigg)\)

\(\displaystyle=A+\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(6x-4)^2}-\frac{1}{(6x-2)^2}\bigg)+B=A+\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{4(3x-2)^2}-\frac{1}{4(3x-1)^2}\bigg)+B=A+\frac{1}{4}*S_{1}+B=A+\frac{1}{4}*(A+B)+B=\frac{5}{4}*(A+B)\)

\(\displaystyle\frac{S_{1}}{S_{2}}=\frac{A+B}{\frac{5}{4}*(A+B)}=\frac{4}{5}\)

或:

\(\displaystyle S_{1}=\frac{1}{1^2}-\frac{1}{2^2}+\frac{1}{4^2}-\frac{1}{5^2}+\frac{1}{7^2}-\frac{1}{8^2}+\frac{1}{10^2}-\frac{1}{11^2}+\frac{1}{13^2}-\frac{1}{14^2}+\frac{1}{16^2}-\frac{1}{17^2}+\frac{1}{19^2}-\frac{1}{20^2}+\frac{1}{22^2}-\frac{1}{23^2}+\cdots\cdots\)

\(\displaystyle S_{2}=\frac{1}{1^2}-\frac{1}{5^2}+\frac{1}{7^2}-\frac{1}{11^2}+\frac{1}{13^2}-\frac{1}{17^2}+\frac{1}{19^2}-\frac{1}{23^2}+\cdots\cdots\)

\(\displaystyle=\frac{1}{1^2}-\frac{1}{2^2}+(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{4^2})+\frac{1}{4^2}-\frac{1}{5^2}+\frac{1}{7^2}-\frac{1}{8^2}+(\frac{1}{8^2}-\frac{1}{10^2})+\frac{1}{10^2}-\frac{1}{11^2}+\frac{1}{13^2}-\frac{1}{14^2}+(\frac{1}{14^2}-\frac{1}{16^2})+\frac{1}{16^2}-\frac{1}{17^2}+\frac{1}{19^2}-\frac{1}{20^2}+(\frac{1}{20^2}-\frac{1}{22^2})+\frac{1}{22^2}-\frac{1}{23^2}+\cdots\cdots\)

\(\displaystyle=\frac{1}{1^2}-\frac{1}{2^2}+\frac{1}{4^2}-\frac{1}{5^2}+\frac{1}{7^2}-\frac{1}{8^2}+\frac{1}{10^2}-\frac{1}{11^2}+\cdots\cdots+\frac{1}{4}*(\frac{1}{1^2}-\frac{1}{2^2}+\frac{1}{4^2}-\frac{1}{5^2}+\frac{1}{7^2}-\frac{1}{8^2}+\frac{1}{10^2}-\frac{1}{11^2}+\cdots\cdots)\)
 楼主| 发表于 2026-4-3 07:30 | 显示全部楼层
更一般地

\(\displaystyle\frac{\sum_{n=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(3n-2)^k}-\frac{1}{(3n-1)^k}\bigg)}{\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(6x-5)^k}-\frac{1}{(6x-1)^k}\bigg)}=\frac{2^k}{2^k+1}\)

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2026-4-3 10:21 | 显示全部楼层
来个复杂一点的。

\(\displaystyle\frac{\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(5x-4)^2}+\frac{1}{(5x-1)^2}-\frac{1}{(5x-2)^2}-\frac{1}{(5x-3)^2}\bigg)}{\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(10x-9)^2}+\frac{1}{(10x-1)^2}-\frac{1}{(10x-3)^2}-\frac{1}{(10x-7)^2}\bigg)}=\frac{4}{5}\)
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2026-4-4 11:05 | 显示全部楼层
来个纸老虎。

\(\displaystyle\frac{\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(11x-10)^2}+\frac{1}{(11x-8)^2}+\frac{1}{(11x-7)^2}+\frac{1}{(11x-6)^2}+\frac{1}{(11x-2)^2}-\frac{1}{(11x-9)^2}-\frac{1}{(11x-5)^2}-\frac{1}{(11x-4)^2}-\frac{1}{(11x-3)^2}-\frac{1}{(11x-1)^2}\bigg)}{\sum_{x=1}^{\infty}\bigg(\frac{1}{(22x-21)^2}+\frac{1}{(22x-19)^2}+\frac{1}{(22x-17)^2}+\frac{1}{(22x-13)^2}+\frac{1}{(22x-7)^2}-\frac{1}{(22x-15)^2}-\frac{1}{(22x-9)^2}-\frac{1}{(22x-5)^2}-\frac{1}{(22x-3)^2}-\frac{1}{(22x-1)^2}\bigg)}=\frac{4}{5}\)
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2026-4-5 11:37 | 显示全部楼层
\(\frac{\sum_{x=1}^{\infty}\big(\frac{1}{(46x-45)^2}+\frac{1}{(46x-43)^2}+\frac{1}{(46x-37)^2}+\frac{1}{(46x-33)^2}+\frac{1}{(46x-21)^2}+\frac{1}{(46x-19)^2}+\frac{1}{(46x-17)^2}+\frac{1}{(46x-15)^2}+\frac{1}{(46x-11)^2}+\frac{1}{(46x-7)^2}+\frac{1}{(46x-5)^2}-\frac{1}{(46x-41)^2}-\frac{1}{(46x-39)^2}-\frac{1}{(46x-35)^2}-\frac{1}{(46x-31)^2}-\frac{1}{(46x-29)^2}-\frac{1}{(46x-27)^2}-\frac{1}{(46x-25)^2}-\frac{1}{(46x-13)^2}-\frac{1}{(46x-9)^2}-\frac{1}{(46x-3)^2}-\frac{1}{(46x-1)^2}\big)}{\sum_{x=1}^{\infty}\big(\frac{1}{(23x-22)^2}+\frac{1}{(23x-21)^2}+\frac{1}{(23x-20)^2}+\frac{1}{(23x-19)^2}+\frac{1}{(23x-17)^2}+\frac{1}{(23x-15)^2}+\frac{1}{(23x-14)^2}+\frac{1}{(23x-11)^2}+\frac{1}{(23x-10)^2}+\frac{1}{(23x-7)^2}+\frac{1}{(23x-5)^2}-\frac{1}{(23x-18)^2}-\frac{1}{(23x-16)^2}-\frac{1}{(23x-13)^2}-\frac{1}{(23x-12)^2}-\frac{1}{(23x-9)^2}-\frac{1}{(23x-8)^2}-\frac{1}{(23x-6)^2}-\frac{1}{(23x-4)^2}-\frac{1}{(23x-3)^2}-\frac{1}{(23x-2)^2}-\frac{1}{(23x-1)^2}\big)}=\frac{3}{4}\)
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2026-4-9 09:59 | 显示全部楼层
小结。——也就是两串数——数字串A,  数字串B。

数字串A——Select[Prime[Range[120]], MemberQ[{1, 7}, Mod[#, 8]] &]
{7, 17, 23, 31, 41, 47, 71, 73, 79, 89, 97, 103, 113, 127, 137, 151, 167, 191, 193, 199, 223, 233, 239, 241, 257, 263, 271, 281, 311, 313, 337, 353, 359, 367, 383, 401, 409, 431, 433, 439, 449, 457, 463, 479, 487, 503, 521, 569, 577, 593, 599}
代码A——p = 599; b = 9; R = Select[Range[p - 1], JacobiSymbol[#, p] == 1 &]; T = Complement[Range[p - 1], R]; U = # + p Boole[EvenQ[#]] & /@ R; V = # + p Boole[EvenQ[#]] & /@ T;
N[Sum[Total[1/(2 p n - U)^b] - Total[1/(2 p n - V)^b], {n, 10^2}]/Sum[Total[1/(p n - R)^b] - Total[1/(p n - T)^b], {n, 10^2}], 20] —— p = 599; b = 9; ——可以改。
答案A——0.998046875000000000。
答案A——Table[N[(2^b - 1)/2^b, 20], {b, 9}]
{0.500000000000000000, 0.750000000000000000, 0.875000000000000000, 0.937500000000000000, 0.968750000000000000, 0.984375000000000000, 0.992187500000000000, 0.996093750000000000, 0.998046875000000000}

数字串B——Select[Prime[Range[50]], MemberQ[{3, 5}, Mod[#, 8]] &]
{3, 5, 11, 13, 19, 29, 37, 43, 53, 59, 61, 67, 83, 101, 107, 109, 131, 139, 149, 157, 163, 173, 179, 181, 197, 211, 227, 229, 251, 269, 277, 283, 293, 307, 317, 331, 347, 349, 373, 379, 389, 397, 419, 421, 443, 461, 467, 491, 499, 509, 523, 541}
代码B——p = 499; b = 9; R = Select[Range[p - 1], JacobiSymbol[#, p] == 1 &]; T = Complement[Range[p - 1], R]; U = # + p Boole[EvenQ[#]] & /@ R; V = # + p Boole[EvenQ[#]] & /@ T;
N[Sum[Total[1/(2 p n - U)^b] - Total[1/(2 p n - V)^b], {n, 10^2}]/Sum[Total[1/(p n - R)^b] - Total[1/(p n - T)^b], {n, 10^2}], 20] —— p = 499; b = 9; ——可以改。
答案B——1.001953125000000000。
答案B——Table[N[(2^b + 1)/2^b, 20], {b, 9}]
{1.500000000000000000, 1.250000000000000000, 1.125000000000000000, 1.062500000000000000, 1.031250000000000000, 1.015625000000000000, 1.007812500000000000, 1.003906250000000000, 1.001953125000000000}

答案A + 答案B = 0.99804687500000000000 + 1.0019531250000000000 = 2。——对同一个 b 来说。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2026-4-12 08:41 | 显示全部楼层
A242347——a(1),   a(18)-a(20) from Chai Wah Wu, Dec 26 2014,   a(21)-a(23) from Michael S. Branicky, Jan 08 2026,——a(24)还没有。

1, 2, 4, 10, 31, 100, 330, 1093, 3628, 12049, 40023, 132951, 441651, 1467130, 4873698, 16190071, 53782249, 178660761, 593498199, 1971558339, 6549375034, 21756552927, 72273704413,——72273704413=a(23)。

公式W—— 可以有 {330, 1093, 3628, 12049, 40023, 132951, 441651, 1467130, 4873698, 16190071, 53782249, 178660761, 593498199, 1971558339, 6549375034, 21756552927, 72273704413}

公式W——NestList[Ceiling[Log[2, 10] (# - 1)] &, 330, 16]—— 利用公式W可以得到 a(24) = 240088049208,  a(25) = 797555235908,  a(26) = 2649421145384,  a(27) = 8801186538037,  ......

10(2位数) 转化成二进制是 1010(4位数) < 2^10。——这里:2,4,10。

1010(4位数) 转化成二进制是 1111110010(10位数) < 2^31。——这里:4, 10, 31。

1111110010(10位数) 转化成二进制是 1000010001110100011000101111010(31位数) < 2^100。——这里:10, 31,100。

1000010001110100011000101111010(31位数) 转化成二进制是 1100100111110011010011100010101000011000101001000100011011011010001111011100010000001000010011100010(100位数) < 2^330。——这里:31, 100, 330。

......(100位数) 转化成二进制是 ......(330位数) < 2^1093。——这里:100, 330, 1093。

......(330位数) 转化成二进制是 ......(1093位数) < 2^3628。——这里:330, 1093, 3628。

......(a(21)位数) 转化成二进制是 ......(a(22)位数) < 2^(a(23))。——这里:a(21), a(22), a(23)。

......(a(22)位数) 转化成二进制是 ......(a(23)位数) < 2^(a(24))。——这里:a(22), a(23), a(24)。

这里: a(22) = (21756552927,  a(22) = 72273704413。

明确目的:a(24) = 240088049208——正确!个位数也是正确的!!谢谢各位高手!!!
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2026-4-15 15:36 | 显示全部楼层
Solve[{4 x^2 - 1 == 3 y^2, 10^10 > x > 0, y > 0}, {x, y}, Integers]

{{x -> 1, y -> 1}, {x -> 13, y -> 15}, {x -> 181, y -> 209}, {x -> 2521, y -> 2911}, {x -> 35113, y -> 40545}, {x -> 489061, y -> 564719}, {x -> 6811741, y -> 7865521}, {x -> 94875313, y -> 109552575}, {x -> 1321442641, y -> 1525870529}}

Convergents[Sin[Pi/3], 30][[2 ;; -1 ;; 2]]

{1, 13/15, 181/209, 2521/2911, 35113/40545, 489061/564719, 6811741/7865521, 94875313/109552575, 1321442641/1525870529, 18405321661/21252634831}
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|手机版|小黑屋|数学中国 ( 京ICP备05040119号 )

GMT+8, 2026-4-17 13:39 , Processed in 0.151806 second(s), 15 queries .

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表