证明黎曼ζ函数的欧拉乘积公式

✍ dations ◷ 2025-11-19 11:32:08 #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

  • 5G第五代移动通信技术(英语:5th generation mobile networks或5th generation wireless systems,简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术,是4G(LTE-A、 WiMAX-A)系统后的延伸。5G的性能目
  • 落花生花生(学名:Arachis hypogaea)是双子叶植物纲豆科的一种植物。其果仁广泛用作食品。受英文名称(peanut)影响,常被认为是坚果(nut)类,事实上为荚果的豆类植物。花生,又称落花生(植物名实
  • 蒙古大汗蒙古大汗(蒙古语:Монголын хаан),是蒙古汗国的最高首领的称号,即可汗或称大汗,类似于中国的皇帝称号。该称号从13世纪蒙古帝国时期开始,直到20世纪时结束。相对的,蒙古
  • 藤田宙靖藤田 宙靖(日语:藤田 宇靖,1940年4月6日 - )是,日本的法学者。主要研究行政法。代表著作‘行政法总论’(青林书院,2020年4月)等。法学博士(东京大学,1981年)。
  • 阿尔班·夏朗东阿尔班·夏朗东(法语:Albin Chalandon,1920年6月11日-2020年7月29日),法国政治人物,前司法部长。1920年生于安省雷里厄。先后毕业于康多赛中学和巴黎大学文学系。曾参加第二次世界
  • 克里斯·韦兹克里斯·韦兹(英语:Christopher John Weitz,1969年11月30日-)是一名美国电影导演、监制、编剧和演员。他与他哥哥保罗·韦兹(Paul Weitz)共同导演了喜剧片《美国派》和《关于一个
  • 亚硝酸还原酶 (生成一氧化氮)亚硝酸还原酶(英语:Nitrite reductase,EC 1.7.2.1)是催化如下反应的酶:此酶的三个底物分别是一氧化氮、水以及高铁细胞色素c,三个产物分别是亚硝酸盐、亚铁细胞色素c和氢离子 ·
  • 劳塔哈劳塔哈(Lauthaha),是印度比哈尔邦Purba Champaran县的一个城镇。总人口7744(2001年)。该地2001年总人口7744人,其中男性4888人,女性2856人;0—6岁人口794人,其中男419人,女375人;识字率
  • 田边诚一田边诚一(日语:田辺誠一,1969年4月3日-),是日本男演员、艺人,在日本东京都出生。田边诚一是个多产的演员,演出以配角居多,出道至今已演出上百部以上的作品,其中最广为人知的作品有千面
  • Dear (中岛美嘉单曲)《Dear》,日本女歌手中岛美嘉的第33张单曲。2011年4月27日发行,为“耳咽管开放症”暂停所有演艺活动后的复归作。