证明黎曼ζ函数的欧拉乘积公式

✍ dations ◷ 2025-12-08 00:25:09 #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

  • 苏达辞书《苏达辞书》或称《苏达辞典》(中世纪希腊语:Σοῦδα,Souda或Suda;亦作Σουΐδας,Suidas)是10世纪末由拜占庭学者编纂的一本百科全书性质的辞书,以希腊语写成,收辞约三万条
  • 批判实证主义 · 反实证主义(英语:Antipositivism) 结构主义 · 冲突理论 中层理论 · 形式理论 批判理论人口 · 团体 · 组织(英语:Organizational theory) · 社会化 社会性
  • 闻邦椿闻邦椿(1930年9月-),中国工程机械专家。原籍浙江温岭,生于浙江杭州。1955年毕业于东北大学机电系,1957年毕业于该院机械系研究生班。东北大学教授。1991年当选为中国科学院院士(学
  • 五年整体存活率五年存活率(英语:five-year survival rate)是一种存活率(英语:Survival rate)的类型,用来计算特定疾病的预后情况,通常是从确诊开始进行计算。早期诊断的领先时间偏差(英语:Lead time
  • 松平信纲江戸幕府小姓→小姓组番头→六人众辉纲(日语:松平輝綱)、吉纲、伊织、信定、信兴、坚纲、千万(酒井忠当室)、龟(土井利隆室)、松平信纲(1596年12月19日-1662年5月4日),因官职故又名松平
  • 大台乡大台乡,是中华人民共和国河北省保定市阜平县下辖的一个乡镇级行政单位。大台乡下辖以下地区:柏崖村、东板峪店村、大连地村、坊里村、东台村、老路渠村、苇子沟村、大台村和炭
  • 雷蒙·多代尔雷蒙·多代尔(1920年2月2日至2006年6月20日)是一名法国理论及量子化学家。多代尔曾于巴黎居里学院担任伊雷娜·约里奥-居里的助手,他的职业生涯大部分时间都是作为巴黎大学的教
  • 影响200影响200,为2000年《天下杂志》纪念出刊200期而制作的台湾人物专辑,标举“影响200,飞跃2000”,由台湾社会各领域人物中选出两百位人士,记录台湾历史发展,《天下杂志》一仍其“打开
  • 佛罗里达半岛佛罗里达半岛位于美国东南部的半岛,面积151600平方公里。这里盛产柑橘及蔬菜,并为佛罗里达州的主要组成部分。佛罗里达半岛风光迷人,有棕榈滩、大沼泽等知名景点。
  • ShellshockShellshock,又称Bashdoor,是在Unix中广泛使用的Bash shell中的一个安全漏洞,首次于2014年9月24日公开。许多互联网守护进程,如网页服务器,使用bash来处理某些命令,从而允许攻击者