有谁知道关于黎曼函数ζ(3)是无理数的证明,求解答:关于黎曼zeta函数的零点问题(不是黎曼猜想)
网友回答
现在介绍这个猜想的文章都涉及到复变函数,解析延拓和非平凡零点一下子就把没学过的挡在外面了,这里我要做的是争取让具有一点点高数知识的人就能明白。
首先出个智力题
∑(1/n^2)[n:1->∞]=1+1/4+1/9+……+1/n^2+……=?
不要试图用初等方法计算,学过高数的都知道了,这个结果是π^2/6。
结果很奇怪(其实很早以前数学家也感到奇怪)怎么和π搞到一起去啦?
不理它,现在继续
∑(1/n^4)[n:1->∞]=1+1/16+1/81+……+1/n^4+……=?
嗯,结果是π^4/90,
那么∑(1/n^6)[n:1->∞]是多少呢?π^6/945,好像有那么点规律,呵呵,实际上这个规律18世纪就得到了(有兴趣的可以回家做作练习,估计要练个一年半载的),就是
∑(1/n^k)[n:1->∞,k:2,4,6,……]=-(2πi)^k B(k)/(2k!)
这是欧拉得到的最漂亮的结果之一(当然,他猜了好几年,证明了十几年)。但是又多出个i(就是i^2=-1那个),还有个B(k)。B(k)就是伯努利数,伯努利数没有一个通项公式,算起来也比较复杂,不过除了B(1)=-1/2,B(2k+1)都是0。前几位伯努利数是
B0 = 1, B1 = -1/2, B2 = 1/6, B4 = -1/30, B6 =1/42, B8 = -1/30, B10 = 5/66, B12 =-691/2730, B14 = 7/6,B16 = -3617/510, B18 = 43867/798, B20 = -174611/330……
现在,我们把∑(1/n^k)[n:1->∞]表示为一个函数ζ(s),
我们有ζ(2)=π^2/6,ζ(4)=π^4/90,ζ(6)=π^6/945,ζ(k)=-(2πi)^k B(k)/(2k!)(k是偶数)
很自然的问题出来了,ζ(3)=?,ζ(5)=?,ζ(2k+1)=?
非常不幸,这个问题欧拉没搞清楚,现在也没人能够搞清楚。现在唯一知道的是ζ(3)是个无理数,而ζ(5)是有理数还是无理数都不清楚。有志者可以继续搞,呵呵。
但是这不是黎曼猜想。黎曼猜想却是由这个函数来的。现在我们把ζ(s)自变量变为复数。
定义 ζ(s)=∑1/n^s,n:正整数,1->∞,s是复数。
这就是著名的Zeta函数(前面那个希腊字母就读作Zeta)。这是一个级数,s要在整个复平面上跑,也就是说要取遍所有的复数。(当然,不知道当初为什么要研究这么个级数,反正越研究越复杂,越有乐趣,许多数论基本问题/代数基本问题/函数基本问题等等等等都和这个有关系)
现在解方程
ζ(s)=0。
首先我们知道,当这个s的实部大于一的时候,也就是Re(s)>1,ζ(s)绝对收敛,没有零点。
其次现在我们知道,s是负偶数的时候,ζ(s)=0
那么还有什么时候ζ(s)=0呢?黎曼说,
如果ζ(s)=0,并且0<=Re(s)<=1,那么Re(s)一定等于1/2。
这就是著名的黎曼猜想。参考资料:http://www.tianya.cn/techforum/Content/180/537025.shtml
网友回答
黎曼zeta函数是上面这个欧拉形式的解析延拓。
而上面这个欧拉形式只是当s为s>1的实数时的形式。
因此对于x=-2,-4等平凡零点,是不能套用上述公式的,而是套用解析延拓后的公式。