证明黎曼ζ函数的欧拉乘积公式

✍ dations ◷ 2025-12-06 05:03:57 #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

  • 爱荷华州立大学艾奥瓦州立大学(Iowa State University,又译为艾奥瓦州立大学,旧译依阿华州立大学)是一所位于美国艾奥瓦州艾姆斯的公立大学,全称为艾奥瓦州立科学与技术大学(Iowa State Universi
  • 苗栗事件在日本统治前期,发生许多武装抗日事件。苗栗事件,是1912年至1913年间发生于日治台湾各地的五次抗日事件的统称。台湾总督府认定罗福星是这些事件的领导者,在1914年2月16日在罗
  • 巨型神秘怪物神秘生物由神秘生物学研究,其中细分为神秘动物学及神秘植物学。这类生物是被少数人发现其足迹但未被真正发现,是否存在备受争议,即使存在也可能与人们的想像有所不同。此分类用
  • 各国锰产量列表这是一个2006年各国锰产量列表,基于英国地质调查所2008年6月的数据。
  • 自公连立政权 */?),亦译为自公联合政府,是指自由民主党(下称自民党)与公明党共同执政下的日本政府,为一联合政府。其建立过两次,第一次自1999年(平成11年)10月5日至2009年(平成21年)9月16日止,第二
  • 曼努埃尔二世 (葡萄牙)曼努埃尔二世(全名曼努埃尔·玛丽亚·菲利佩·卡洛斯·阿美利奥·路易斯·米格尔·拉菲尔·加布里埃尔·贡扎加·法兰西斯科·德·阿西西·欧仁尼奥,葡萄牙语:Manuel Maria Fil
  • 遗传编程遗传编程或称基因编程,简称GP,是一种从生物演化过程得到灵感的自动化生成和选择计算机程序来完成用户定义的任务的技术。从理论上讲,人类用遗传编程只需要告诉计算机“需要完成
  • 布赖特卢钦湖坐标:53°21′19″N 13°27′55″E / 53.355278°N 13.465278°E / 53.355278; 13.465278布赖特卢钦湖(德语:Breiter Luzin),是德国的湖泊,位于该国东北部,由梅克伦堡-前波美拉尼亚
  • 薄冰薄冰(1921年-2013年8月17日)山西应县人,中华人民共和国英语专家、北京外国语大学教授。1947年,薄冰毕业于国立浙江大学外国语文系。毕业之后,在上海中华职业学校担任英语教学工作
  • 第29届独立精神奖第29届独立精神奖于2013年11月27日公布入围名单,2014年3月1日举行颁奖典礼。1985 (第1届) 1992 (第8届) 1999 (第15届) 2006 (第22届) 2013 (第29届) 1986 (第2届) 1993 (第9届