Logarithme népérien de deux
Le logarithme népérien (ou naturel) du nombre 2 a pour développement décimal (suite A002162 de l'OEIS) :
Le logarithme de 2 en base quelconque s'obtient par la formule :
En particulier, le logarithme décimal a pour développement (
A007524 ) :
L'inverse de ce nombre est le logarithme binaire de 10 :
- (
A020862 ).
D'après le théorème de Lindemann-Weierstrass, le logarithme népérien (ou naturel) de tout entier naturel autre que 0 et 1 (plus généralement, de tout nombre algébrique positif autre que 1) est un nombre transcendant.
Développements en série
Séries alternées
La valeur numérique de ln 2 peut s'obtenir avec la fameuse « série harmonique alternée » :
Sa convergence lente la rend d'un intérêt peu pratique, mais on peut construire des formules plus efficaces :
Séries monotones
Développements impliquant la fonction zêta de Riemann
- .
(ici γ est la constante d'Euler-Mascheroni et ζ la fonction zêta de Riemann).
Développements issus du développement en série entière du logarithme au voisinage de 1
Ce développement du logarithme népérien (ou naturel) s'écrit : , valable pour .
Il donne , valable pour .
On obtient :
- pour dans (1),
- pour dans (1),
- pour dans (2).
En écrivant on obtient :
En écrivant on obtient :
En écrivant on obtient :
Développements de type BBP
Une formule de calcul de ln 2 se déduit de la démonstration de la formule BBP :
Représentations intégrales
Le logarithme népérien (ou naturel) de 2 apparaît fréquemment à la suite d'une intégration. Par exemple :
Autres représentations
Développement en série d'Engel :
- , voir
A059180.
Développement en série de Pierce (analogue au développement d'Engel, mais avec des signes alternés) :
- , voir
A091846.
Développement en cotangente continue de Lehmer :
- , voir
A081785.
Développement en fraction continue simple :
- voir
A016730,
ce qui donne des approximations rationnelles, dont les premières sont 0, 1, 2/3, 7/10, 9/13 et 61/88.
Il existe aussi un développement en fraction continue généralisée[1] :
- ,
- également exprimable sous la forme
Décimales connues
Ci-dessous est présenté un tableau des enregistrements récents pour le calcul des décimales de ln 2 . Depuis décembre 2018, il a été calculé plus de décimales que pour tout autre logarithme népérien[2],[3] d'un entier naturel, à l'exception de celui de 1.
| Date | Nom | Nombre de décimales |
|---|---|---|
| 7 janvier 2009 | A. Yee et R. Chan | 15 500 000 000 |
| 4 février 2009 | A. Yee et R. Chan | 31 026 000 000 |
| 21 février 2011 | Alexandre Yee | 50 000 000 050 |
| 14 mai 2011 | Shigeru Kondo | 100 000 000 000 |
| 28 février 2014 | Shigeru Kondo | 200 000 000 050 |
| 12 juillet 2015 | Ron Watkins | 250 000 000 000 |
| 30 janvier 2016 | Ron Watkins | 350 000 000 000 |
| 18 avril 2016 | Ron Watkins | 500 000 000 000 |
| 10 décembre 2018 | Michael Kwok | 600 000 000 000 |
| 26 avril 2019 | Jacob Riffee | 1 000 000 000 000 |
| 19 août 2020 | Seungmin Kim[4],[5] | 1 200 000 000 100 |
| 9 septembre 2021 | William Echols[6],[7] | 1 500 000 000 000 |
Articles connexes
- Règle des 72, article dans lequel ln 2 figure en bonne place
- Demi-vie, article dans lequel ln 2 figure en bonne place
Notes et références
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Natural logarithm of 2 » (voir la liste des auteurs).
- Borwein, Crandall et Free, « On the Ramanujan AGM Fraction, I: The Real-Parameter Case », Exper. Math., vol. 13, , p. 278–280 (DOI 10.1080/10586458.2004.10504540, S2CID 17758274, lire en ligne)
- « y-cruncher », numberworld.org (consulté le )
- « Natural log of 2 », numberworld.org (consulté le ).
- « Records set by y-cruncher » [archive du ] (consulté le )
- « Natural logarithm of 2 (Log(2)) world record by Seungmin Kim », (consulté le ).
- « Records set by y-cruncher » (consulté le ).
- « Natural Log of 2 - William Echols » (consulté le ).
Bibliographie
- (en) Richard P. Brent, « Fast multiple-precision evaluation of elementary functions », Journal of the ACM, vol. 23, no 2, , p. 242-251 (DOI 10.1145/321941.321944, MR 0395314, S2CID 6761843)
- (en) Horace S. Uhler, « Recalculation and extension of the modulus and of the logarithms of 2, 3, 5, 7 and 17 », Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 26, no 3, , p. 205-212 (PMID 16588339, PMCID 1078033, DOI 10.1073/pnas.26.3.205, Bibcode 1940PNAS...26..205U, MR 0001523)
- (en) Dura W. Sweeney, « On the computation of Euler's constant », Mathematics of Computation, vol. 17, no 82, , p. 170-178 (DOI 10.1090/S0025-5718-1963-0160308-X, MR 0160308)
- (en) Marc Chamberland, « Binary BBP-formulae for logarithms and generalized Gaussian–Mersenne primes », Journal of Integer Sequences, vol. 6, , p. 03.3.7 (Bibcode 2003JIntS...6...37C, MR 2046407, lire en ligne [archive du ], consulté le )
- (en) Boris Gourévitch et Jesús Guillera Goyanes, « Construction of binomial sums for and polylogarithmic constants inspired by BBP formulas », Applied Math. E-Notes, vol. 7, , p. 237-246 (MR 2346048, lire en ligne)
- (en) Qiang Wu, « On the linear independence measure of logarithms of rational numbers », Mathematics of Computation, vol. 72, no 242, , p. 901-911 (DOI 10.1090/S0025-5718-02-01442-4)
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