证明黎曼ζ函数的欧拉乘积公式

✍ dations ◷ 2025-07-04 02:52:23 #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

  • 低血糖症低血糖(英语:Hypoglycemia、low blood sugar)是指血液中的葡萄糖浓度(血糖),特别是血浆中的,低于正常水平的现象,一般是治疗糖尿病时的并发症,也可能是由多种原因所引起的,并导致一系
  • 脑内出血颅内出血(ICH)是头部颅骨内出血。这种情况可能导致血液或血块压迫到脑神经造成脑神经坏死。颅内出血包含:脑室内出血(英语:intraventricular bleed)和脑实质性出血(英语:intraparenc
  • 太阳眼镜太阳眼镜,又称墨镜或者太阳镜,是为了保护眼睛所设计的护目镜,镜片往往是黑色或深色,借此来避免阳光(尤其是紫外线)刺激眼部,同时太阳眼镜有寿命需定期送检。在史前时代,因纽特人早已
  • 日本行政区划政治主题日本行政区划大致分为都道府县(广域型地方公共团体)以及市町村(基础型地方公共团体)两级。现行制度是随着明治政府于1871年实施的废藩置县政策而建立的,法源依据则是1947
  • 军事装备各国和地区的军事装备水平列表,装备包括战舰,战斗机,核武器。此列表仅作为数字指标参考,不能用作精准的严格军力比较。引用错误:页面中存在<ref group="note">标签,但没有找到相
  • 索马里先令索马里先令 (索马里语:shilin,意大利语: scellino)是索马里自1962年开始发行的货币。辅币单位为分,1先令=100分。货币编号SOS。目前索马里兰实际使用的是索马里兰先令。 自从1991
  • 槟威大桥槟威大桥(又称槟城大桥;马来语:Jambatan Pulau Pinang)是位于马来西亚槟城州的跨海大桥,为槟城州的著名地标。这长达13.5公里的大桥连接槟城州的槟岛和对岸的威省(请见图),属于高速
  • 石川高信石川高信,出生于1495年(明应4年),卒年则有多说(1571年or1581年),是日本战国时代的陆奥国武将。儿子是被喻为南部氏中兴之祖的第26代当主南部信直。1495年,诞生于三户城,父亲是南部家
  • 北原遥子北原遥子(日语:北原 遥子/きたはら ようこ ,1961年4月23日-1985年8月12日),本名吉田由美子,是一名已故的日本女演员。1961年生于爱知县名古屋市千种区,成长于神奈川县川崎市,从小便学
  • 增田知贞增田知贞(日语:増田知貞/ますだ ともさだ ,1901年1月11日-1952年4月5日)是一位日本陆军军医,最高军衔为大佐,是日本细菌战部队轴心人物之一。增田于1926年毕业于京都大学医学部,于19