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,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。