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Constante de Gauss

En mathématiques, la constante de Gauss, notée G, est l'inverse de la moyenne arithmético-géométrique de 1 et de la racine carrée de 2[1] - [2] - [3] :

[N 1].

L'éponyme de cette constante est le mathématicien allemand Carl Friedrich Gauss (-) car il a découvert le [4] - [5] - [6] - [N 2] à Brunswick[N 2] que :

.

Relation avec d'autres constantes

La constante de Gauss peut être exprimée grâce à la valeur de la fonction bêta en (1/4, 1/2) :

soit encore, grâce à la valeur de la fonction gamma en 1/4 :

et puisque π et Γ(1/4) sont algébriquement indépendants, la constante de Gauss est transcendante.

Constantes de la lemniscate

La constante de Gauss peut être utilisée dans la définition des constantes de la lemniscate.

  • La première est
    est la longueur de la lemniscate de Bernoulli de paramètre a = 1
  • La seconde est
    .

Autres formules

La constante de Gauss peut également s'exprimer grâce à la fonction thêta de Jacobi :

.

Une série rapidement convergente vers la constante de Gauss est :

.

La constante est aussi donnée par un produit infini :

.

La constante de Gauss a pour fraction continue [0; 1, 5, 21, 3, 4, 14, …][N 3].

Notes et références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Gauss's constant » (voir la liste des auteurs).

Notes

  1. Pour les 20 000 premiers chiffres décimaux, voir ce lien de la suite A014549 de l'OEIS.
  2. Sont retenus, la date et le lieu que Gauss a notés (n. 98) dans son Journal de mathématiques (-)n. 98_8-0">[7]. Borwein et Bailey ont publié un fac-similé de la note manuscrite de Gaussfig._1.2_9-0">[8]. La note, en latin, est la suivante : « Terminum medium arithmetico-geometricum inter et esse usque ad figuram undecimam comprobavimus, quare demonstrata prorsus novus campus in analysis certo aperietur. » Pour plus de détails, voir le § Histoire de l'article sur la moyenne arithmético-géométrique.
  3. Pour les 20 000 premiers termes, voir ce lien de la suite A053002 de l'OEIS.

Références

  1. Gourdon 2020, p. 190.
  2. (en) Eric W. Weisstein, « Gauss's Constant », sur MathWorld.
  3. (en) Keith B. Oldham, Jan C. Myland et Jerome Spanier, An Atlas of Functions : With Equator, New York, NY, Springer, , 748 p. (ISBN 978-0-387-48806-6, lire en ligne), p. 15.
  4. Barnett 2020, p. 47.
  5. Cox 1984, p. 281.
  6. Khelif 2010.
  7. n. 98-8" class="mw-reference-text">Eymard et Lafond 1956, n. 98, p. 40-41.
  8. fig._1.2-9" class="mw-reference-text">Borwein et Bailey 2008, fig. 1.2, p. 15.

Voir aussi

Bibliographie

Articles connexes

Liens externes

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