所有自然数平方的倒数和

这个问题曾难倒了18世纪中的一批数学家。著名数学家伯努利(Bernoulli)便开始征集其解答。欧拉(Euler)得知这一消息后,使用三角方程与代数方程作类比,并将无限的未知和与有限的已知和作类比,得到了其结果。其具体类比过程如下:
首先,他考虑只含偶次项的2n次代数方程

(2.1)
其中b

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[/img] 0。如果它有2n个互不相同的根

则有


由此可知(展开右端,按x的幂整理后与左端作同类项比较)

(2.2)
其次,他研究了三角方程

(2.3)
并把它看成是只含偶次项的无穷项代数方程。由于此方程显然含有相异根

于是欧拉采用类比方法,将(2.1)和(2.3)作类比,得


再注意到(2.3)的平方项系数与(2.1)式相对应性,便得到

两端乘以

就得出了

它恰是所有自然数平方之倒数和公式。当然,这仅仅是类比的结果,十年后,欧拉对它作出了严格的数学证明。
从以上三例可见,类比方法是发现定理、公式时提出猜想的一种重要方法。在我们建立数学模型时,一旦现有方法难以奏效,就不妨大胆地使用类比法进行一番尝试,或许就能成功或者给我们以启发。在以下各讲中还会多次用到类比法。
There are three kinds of people: Those who can count and those who can't.