Гаусса формулы

Гаусса формулы, формулы, относящиеся к различным разделам математики и носящие имя К. Гаусса.

  1) Квадратурные Г. ф. — формулы вида

  в которых узлы x_k и коэффициенты A_k не зависят от функции f (x) и выбраны так, что формула точна (т. е. R_n = 0) для произвольного многочлена степени 2n - 1. В отличие от квадратурных формул Ньютона — Котеса, узлы в квадратурных Г. ф., вообще говоря, не являются равноотстоящими. Если р (х) ³ 0 и

  то для любого натурального n имеется единственная квадратурная Г. ф. Эти формулы имеют большое практическое значение, т.к. в ряде случаев они дают значительно большую точность, чем квадратурные формулы с тем же числом равноотстоящих узлов. Сам Гаусс исследовал (1816) случай р (х) º 1.

  2) Г. ф., выражающая полную кривизну К поверхности через коэффициенты её линейного элемента; в координатах, для которых ds² = l(du² + dv²), Г. ф. имеет вид

  Эта формула была опубликована в 1827 и показывает, что полная кривизна не меняется при изгибании поверхности. Она составляет содержание одного из основных предложений созданной Гауссом внутренней геометрии поверхности.

  3) Г. ф. для сумм Гаусса:

  Эта формула была использована Гауссом (1801) в одном из доказательств закона взаимности квадратичных вычетов

  где р и q — нечётные простые числа, а  — Лежандра символ. Она явилась первым примером применения метода тригонометрических сумм в теории чисел. Этот метод был развит далее в работах Г. Вейля и особенно И. М. Виноградова и представляет собой один из наиболее мощных методов аналитической теории чисел.

  4) Г. ф. для суммы гипергеометрического ряда. Если Re (c - b - a) > 0, то

  где Г (х) — гамма-функция. Опубликована в 1812.

  С. Б. Стечкин.