证明黎曼ζ函数的欧拉乘积公式

✍ dations ◷ 2025-11-21 07:49:24 #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

  • 碧冬茄属碧冬茄属是一类原产于南美洲的草本植物,有喇叭形花,类似牵牛花,又称矮牵牛属,目前广泛被世界各地引种,作为园艺花卉,存在各色品种及杂交形成的碧冬茄。作为园艺品种的矮牵牛,是由野
  • 黄永刚Gustus L. Larson纪念奖 2003年 梅尔维尔奖章(英语:George W. Melville#Melville Medal) 2004年 工程科学学会青年学者奖 2006年
  • 福林德斯大学福林德斯大学(英语:Flinders University;简称Flinders),是一所1966年设立于澳大利亚南澳首府阿德雷得的中小型公立综合大学。“福林德斯”乃源于19世纪初期,一位航行并探索南澳沿
  • 万年县 (台湾)万年县,台湾明郑时期两个县级行政区之一,郑经统治之时将县改制为散州。台湾为清朝统治之后,原万年县辖区被分为台湾府底下的台湾县与凤山县。而对于万年县治的所在地,历来有台南
  • 歌川芳艳歌川芳艳,生于文政5年闰1月1日(1822年2月22日),死于庆应2年6月22日(1866年8月2日),是日本江户时代末期的浮世绘画家,以画武者画闻名。歌川芳艳是歌川国芳的弟子。本姓维甲胡或三轮,本
  • 杰克·巴特勒·叶芝杰克·巴特勒·叶芝 RHA(Jack Butler Yeats 1871年8月29日-1957年3月28日)是一名爱尔兰画家,威廉·巴特勒·叶芝的弟弟,曾在1924年夏季奥林匹克运动会上获得绘画奖。他早期主要绘
  • 美国鹰美国鹰或美洲鹰可以指:
  • 动物因交通致死现象动物因交通致死现象指的是道路上的动物因机动车辆的碰撞或碾轧而死亡的现象。这些事故可能造成造成野生动物的死亡,也可能造成司机或道路管理部门的经济上的损失,并涉及到交通
  • 肋果茶科参见正文肋果茶科又名毒药树科,包括2属3种,生长在东南亚和东非。中国有1属1种,生长在云南。本科植物为乔木,小枝有毛;叶革质;花的花瓣5数。1981年的克朗奎斯特分类法将其列在山茶
  • 三冠王 (冰球)三冠王(英语:Triple Gold Club)是指获得奥林匹克运动会金牌、世界锦标赛金牌及国家冰球联盟史丹利杯的冰球运动员和教练。国际冰球联合会认可这三冠王殊荣是冰球运动里最重要的