证明黎曼ζ函数的欧拉乘积公式

✍ dations ◷ 2025-11-21 00:32:30 #素数,数论,包含证明的条目

欧拉在他的论文《无穷级数的一些检视》()中证明黎曼ζ函数的欧拉乘积公式,并于1737年由当时的科学院出版。

黎曼ζ函数以欧拉乘积的方式可写成

而左方等于黎曼ζ函数:

右方的乘积则扩展至所有素数:

证明过程只需用到简单的代数概念,这亦是欧拉当初使用的证明方法。

从(1)式减去(2)式:

重复上面步骤:

从(3)式减去(4)式,可得:

这次2和3的所有倍数项都被减去。可见右方的的倍数项可被筛去,不断重复以上步骤可得:

左右两方除以所有括号项,我们得到:

最后,公式可写成素数的无穷乘积:

证毕。

为了使证明更严密,我们只需注意到当 ( s ) > 1 {\displaystyle \Re (s)>1} ,已筛的右方项趋向1,并遵从狄利克雷级数的收敛性。

从以上公式可推导出 ζ(1) 的有趣结果。

可以写成,

又知:

所以

我们得知左式是调和级数,并发散至无穷大,故此右式的分子(素数阶乘)必定同样发散至无穷大。由此可以证明素数有无限多个。

相关

  • 概率学概率论(英语:Probability theory)是集中研究概率及随机现象的数学分支,是研究随机性或不确定性等现象的数学。概率论主要研究对象为随机事件、随机变量以及随机过程。对于随机事
  • 伊朗革命伊朗伊斯兰革命(又称1979年革命;波斯语:انقلاب اسلامی‎ Enghelābe Eslāmi)是二十世纪七十年代后期在伊朗共和国发生的政变,末代沙阿(伊朗国王)穆罕默德·礼萨·巴列
  • 纸箱战机角色列表纸箱战机角色列表是介绍《纸箱战机》、《纸箱战机W》及《纸箱战机WARS》的登场人物。八神英二所率领的“黑色部队”的成员,皆戴着隐藏着脸孔的面具,后来跟随八神英二转而投效
  • 衡南县第一中学坐标:27°02′05″N 112°20′36″E / 27.034664°N 112.343445°E / 27.034664; 112.343445衡南县第一中学(英语:No.1 Meddle School Hengnan County)位于湖南省衡阳市衡南县
  • 白酒 (日本酒)在日本,白酒,又称山川酒,是一种使用于雏祭的米酒。其糖分约占45%。在日本酒税法中,与力娇酒被归为同一种类。白酒是一种日本的传统酒,古称山川酒,各地制法不同,最早起源于博多地方
  • 双脊月华螺双脊月华螺(学名:)为阿地螺科月华螺属的动物。分布于日本、台湾岛等地,属于暖水性种类。其多生活于潮间带海藻间。
  • 弗洛伦斯·阿尔托弗洛伦斯·阿尔托(法语:Florence Arthaud;1957年10月28日-2015年3月9日)是法国帆船手,出生在布洛涅-比扬古,被昵称为“大西洋的情人”(La petite fiancée de l'Atlantique)。弗洛伦
  • 三嶋章夫三嶋章夫(1969年8月3日-),国王唱片(King Records)的制作人,第三创作本部MM制作部总监,昵称是“みっしー”。社长:重村博文 | 专务执行长:大月俊伦 | 常务执行长:坂本敏明天月 | 泉沙世
  • 希斯罗机场4号航站楼站希斯罗机场4号航站楼站(英语:Heathrow Terminal 4 Station)是一个位于伦敦希斯罗机场的地铁站,此于1986年4月12日投入服务。此站位于伦敦第6收费区,是皮卡迪利线的其中一个车站。
  • High Moon StudiosHigh Moon Studios(前身为Sammy Studios),是美国的游戏开发商。曾经是内华达娱乐的一部分,于2006年1月被维旺迪游戏收购并保留现在的名字。现在是由动视暴雪的全资子公司。