
1697年的某一天,闲来无事的约翰·伯努利 (Johann Bernoulli) 公布了两条恒等式,并为之命名为二年级之梦 (sophomore's dream):
对于第一个公式,伯努利认为:我们在一年级就学过对数转换和与指数函数的泰勒展开,也就是说:
将上述变换代入,再利用一年级学过的幂级数的一致收敛性以及积分与级数换序,可得:
换元,设 ,则有:
再换元,设 , 则有:
根据一年级学过的 函数定义:
代入可得:
对于第二个公式,被积函数改为 ,证明方法同上,Proof is trivial:
为什么伯努利称之为二年级之梦,而非一年级之梦呢,是伯努利认为一年级学生不努力,以至于水平不够,不配梦到吗?
我去查约翰·伯努利的儿子尼古拉二世·伯努利(Nicolaus II Bernoulli, 1695.26—1726.7.31) 时发现,1697年父亲提出这两条恒等式时,儿子正好2岁,懂了,这或许是2岁的小伯努利睡醒之后努力写出的恒等式(误)
那有没有所谓的一年级之梦 (Freshman's dream) ?有的,或者也可称之为新手之梦,一年级之梦 其名的由来可以追溯到1940年一篇有关模曲线的文章 Review of Selected papers on algebra[1],感兴趣的可以去阅读一下,现在一般将一年级之梦指代以下的公式: ,学龄前的大家都知道这是错误的
一年级之梦,看似正确,实则错误,如果你认为是对的,可能确实还是freshman
二年级之梦,看似错误,实则正确,如果你证明是对的,可能确实已经达到小学二年级的毕业要求,建议毕导授予二年级学位毕业证书
虽然如此,但是,一年级之梦在热带几何 (Tropical Geometry) 的框架下,形式上是成立的
虽然不熟悉热带几何整个方向,不过之前也是了解过一些相关的基础运算法则,热带几何用加法替代乘法,用极值替代加法,即:
这种情况下,一年级之梦形式上成立,即:
想深入了解的可以参考这个科普+严肃视频[2]
1880年,克罗内克 (Kronecker) 给戴德金 (Dedekind) 写的一封信中有一段话:
翻译成中文为(借助翻译软件):
这是克罗内克青春之梦(Kronecker dream of youth) 的来源,希尔伯特第12问题也与之相关[3]
数学家拉马努金一生中提出了海量巧妙的恒等式和不等式,他习惯以直觉导出公式,不喜欢不擅长证明,而后大部分公式都被证讫为实。他的留存笔记中的尚未被证明的公式,启发了多位菲尔兹奖获得者的工作。如拉马努金所言,他的家族女神Namagirl会在梦中给予他启示,复杂的数学公式会以清晰的图像形式出现在他眼前
