# Nombres d'Euler

Les nombres d'Euler $E_{n}$ forment une suite d'entiers naturels définis par le développement en série de Taylor suivant :
    ${\frac {1}{\cos x}}=\sum _{n=0}^{\infty }E_{n}{\frac {x^{2n}}{(2n)!}}$
On les appelle aussi parfois les nombres sécants, du nom de la fonction sécante, $\sec =1/\cos$. Ils forment la la suite A000364 de l'OEIS.

## Premiers nombres d'Euler

Les premières valeurs sont :
    $E_{0}=$ 1
    $E_{1}=$ 1
    $E_{2}=$ 5
    $E_{3}=$ 61
    $E_{4}=$ 1 385
    $E_{5}=$ 50 521
    $E_{6}=$ 2 702 765
    $E_{7}=$ 199 360 981
    $E_{8}=$ 19 391 512 145
    $E_{9}=$ 2 404 879 675 441
Les nombres d'Euler apparaissent dans le développement en série de Taylor de la fonction sécante :
    $\sec x={\frac {1}{\cos x}}=1+E_{1}{\frac {x^{2}}{2!}}+E_{2}{\frac {x^{4}}{4!}}+E_{3}{\frac {x^{6}}{6!}}+\dots$
et, dans la version alternée de la série, dans celui de la fonction sécante hyperbolique :
    ${\frac {1}{\cosh x}}=1-E_{1}{\frac {x^{2}}{2!}}+E_{2}{\frac {x^{4}}{4!}}-E_{3}{\frac {x^{6}}{6!}}+\dots$.
Ils apparaissent aussi en combinatoire comme nombres de configurations zig-zag de taille paire : $E_{n}=A_{2n}$. Une configuration zig-zag de taille $n$ est une liste de $n$ nombres réels z$_1$,..., z$_n$ tels que
    $z_{1}>z_{2}<z_{3}>z_{4}\dots$
Deux configurations sont considérées comme identiques si les positions relatives de tous les nombres $z_{k}$ sont les mêmes.
Les polynômes d'Euler sont construits avec les nombres d'Euler à partir de cette fonction génératrice.

## Formules explicites
### Sommations

Une formule explicite pour les nombres d'Euler est :
    $E_{n}=(-1)^{n}\mathrm {i} \sum _{k=1}^{2n+1}\sum _{j=0}^{k}{k \choose j}{\frac {(-1)^{j}(k-2j)^{2n+1}}{2^{k}\mathrm {i} ^{k}k}}$
où i est le nombre complexe tel que i$^2$ = −1.

### Sommes sur les partitions

Le nombre $E_{n}$ s'exprime comme somme sur les partitions paires de $2n$ :
    $E_{n}=(-1)^{n}(2n)!\sum _{0\leq k_{1},\ldots ,k_{n}\leq n}~\left({\begin{array}{c}K\\k_{1},\ldots ,k_{n}\end{array}}\right)\delta _{n,\sum mk_{m}}\left({\frac {-1~}{2!}}\right)^{k_{1}}\left({\frac {-1~}{4!}}\right)^{k_{2}}\cdots \left({\frac {-1~}{(2n)!}}\right)^{k_{n}},$
et aussi comme somme sur les partitions impaires de $2n-1$ :
    $E_{n}=-(2n-1)!\sum _{0\leq k_{1},\ldots ,k_{n}\leq 2n-1}\left({\begin{array}{c}K\\k_{1},\ldots ,k_{n}\end{array}}\right)\delta _{2n-1,\sum (2m-1)k_{m}}\left({\frac {-1~}{1!}}\right)^{k_{1}}\left({\frac {1}{3!}}\right)^{k_{2}}\cdots \left({\frac {(-1)^{n}}{(2n-1)!}}\right)^{k_{n}},$
où, dans les deux cas, $K=k_{1}+\cdots +k_{n}$ et
    $\left({\begin{array}{c}K\\k_{1},\ldots ,k_{n}\end{array}}\right)\equiv {\frac {K!}{k_{1}!\cdots k_{n}!}}$
est un coefficient multinomial. La notation du delta de Kronecker dans ces formules restreint la somme aux $k_{i}$ tels que $2k_{1}+4k_{2}+\cdots +2nk_{n}=2n$ et $k_{1}+3k_{2}+\cdots +(2n-1)k_{n}=2n-1$, respectivement.
Par exemple,
    ${\begin{aligned}E_{5}&=-10!\left(-{\frac {1}{10!}}+{\frac {2}{2!8!}}+{\frac {2}{4!6!}}-{\frac {3}{2!^{2}6!}}-{\frac {3}{2!4!^{2}}}+{\frac {4}{2!^{3}4!}}-{\frac {1}{2!^{5}}}\right)\\&=-9!\left(-{\frac {1}{9!}}+{\frac {3}{1!^{2}7!}}+{\frac {6}{1!3!5!}}+{\frac {1}{3!^{3}}}-{\frac {5}{1!^{4}5!}}-{\frac {10}{1!^{3}3!^{2}}}+{\frac {7}{1!^{6}3!}}-{\frac {1}{1!^{9}}}\right)\\&=50\,521.\end{aligned}}$

### Avec un déterminant

$E_{n}$ est aussi donné par le déterminant :
    ${\begin{aligned}E_{n}&=(2n)!~{\begin{vmatrix}{\frac {1}{2!}}&1&~&~&~\\{\frac {1}{4!}}&{\frac {1}{2!}}&1&~&~\\\vdots &~&\ddots ~~&\ddots ~~&~\\{\frac {1}{(2n-2)!}}&{\frac {1}{(2n-4)!}}&~&{\frac {1}{2!}}&1\\{\frac {1}{(2n)!}}&{\frac {1}{(2n-2)!}}&\cdots &{\frac {1}{4!}}&{\frac {1}{2!}}\end{vmatrix}}.\end{aligned}}$

## Application

Les nombres d'Euler apparaissent dans les expressions exactes des séries alternées : $\beta (2k+1)=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}}{(2n+1)^{2k+1}}}={\frac {E_{k}}{2(2k)!}}\left({\frac {\pi }{2}}\right)^{2k+1}$, voir à fonction bêta de Dirichlet.