Дзета-функция на Риман: Разлика между версии

Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
м →‎Отношение към простите числа: replaced: В последствие → Впоследствие редактирано с AWB
мРедакция без резюме
Ред 1:
'''Дзета-функцията на Риман''', означавана като &zeta;(''s''), е обобщение за сумирането на [[безкраен ред|безкрайни редове]] от [[Дроб (математика)|дроб]]и. Тя носи името на [[Германия|немския]] математик [[Бернхард Риман]]. [[функция]]та е от особена важност в [[теория на числата|теорията на числата]] поради връзката и с разпределението на [[просто число|простите числа]]. Тя също има приложения във [[физика]]та<ref> Daniel Schumayer, David A. W. Hutchinson, ''Physics of the Riemann Hypothesis'', Rev. Mod. Phys. 83:307-330, 2011 [http://arxiv.org/abs/1101.3116 arxiv]</ref>, в [[теория на вероятностите|теорията на вероятностите]] и [[статистика]]та.
 
== Дефиниция ==
Ред 10:
</math>
Този ред е [[ред на Дирихле]] и е сходящ за всички [[реално число|реални числа]] ''s''> 1. Функцията може да се додефинира за всички комплексни ''s'' &ne; 1 с помощта на [[аналитично продължение]]. Риман показва това в статията си ''„Относно броя на простите числа по-малки от дадено число“'' през [[1859]] година. Той прави това на две стъпки. Първо Риман показва че редът е сходящ за всичи комплексни ''s'' с реална част Re(''s'') по-голяма от 1 и дефинира [[аналитична функция]] на проенливата ''s'' в областта {''s'' &isin; '''C''' : Re(''s'') > 1} След това той показва как да продължи &zeta;(''s'') за всички комплексни ''s'' различни от 1. В резултат дзета-функцията се превръща в [[мероморфна функция]] на
''s'', която е [[холоморфна функция|холоморфна]] в областта {''s''&isin;'''C''':''s''&ne; 1} и има [[прост полюс]] в ''s''=1. Аналитичното продължение дефинира еднозначно функцията &zeta;(''s'') извън първоначалната област на сходимост. В допълнение на това, Риман извежда и [[функционално уравнение]] за дзета-функцията, което дава връзка между стойността и&#768; в точките ''s'' и 1&nbsp;&minus;&nbsp;''s''. Известната [[хипотеза на Риман]], която е формулирана във същата статия се отнася за нулите на така продължената функция. За да се подчертае, че ''s'' е ''комплексно'' число, то често се записва във вида ''s''=&sigma;&nbsp;+&nbsp;''it'', където &sigma; = Re(''s'') е [[реална част|реалната]], а ''t'' = Im(''s'') – [[имагинерна част|имагинерната]] част на ''s''.
 
== Отношение към простите числа ==
[[Леонард Ойлер|Ойлер]] пръв открива връзката между сумите от дроби и [[просто число|простите числа]]. Впоследствие неговите резултати се записват чрез дзета функцията. Той открива формулата
 
[[Леонард Ойлер|Ойлер]] пръв открива връзката между сумите от дроби и [[просто число|простите числа]]. Впоследствие неговите резултати се записват чрез дзета функцията. Той открива формулата
:<math>
\begin{align}
Line 25 ⟶ 24:
</math>
 
където отдясно стои [[безкрайно произведение]] по всички прости числа ''p''. Това произведение е сходящо за Re(''s'') > 1. То е следствие на два основни резултата в математиката: формулата за [[геометрична прогресия]] и [[основна теорема на аритметиката|основната теорема на аритметиката]].
 
== Свойства на дзета-функцията ==
<!--For the Riemann zeta function on the critical line, see
Ред 32:
 
=== Стойности в зададени точки ===
 
Следните числа са най-често използваните стойности на дзета-функцията на Риман.
 
Line 83 ⟶ 82:
:<math>\zeta(-7)=\frac{1}{240}</math>
 
Това са фактически [[аналитични продължения]], които позволяват да се приписват определени стойности на неограничено растящи стандартни сумирания. Така например
 
:<math>\zeta(-1)= 1 + 2 + 3 + 4 +.... </math>
 
Също стойността на дзета-функцията за <math>n=0</math> e
<math> \zeta(0) = -\frac{1}{2}</math>.
 
Line 97 ⟶ 96:
</math>
 
което е изпълнено за всички комлпексни числа ''s'' освен 0 и 1. Тук, с &Gamma; е обозначена [[гама-функция]]та. Тази формула се използва за построяване на аналитичното продължение на дзета-функцията. В точката ''s'' = 1, функцията има прост
[[полюс (комплексен анализ)|полюс]] с [[резидуум]] 1. Равенството също показва, че дзета-функцията има нули в точките
&minus;2,&nbsp;&minus;4,&nbsp;… . Това са така наречените тривиални нули.
Line 121 ⟶ 120:
=== Нули на дзета-функцията на Риман ===
Дзета-функцията на Риман има нули в отрицателните цели числа. Това са така наречените '''тривиални нули'''.
 
Те са тривиални в смисъл, че тяхното съществуване може да се докаже сравнително лесно (например използвайки функционалното уравнение). Всички останали нули се наричат '''нетривиални'''. Нетривиалните нули са обект на много по-голямо внимание, не само защото тяхното разпределение е много по-слабо изучено, но и защото информация за тях дава отговори на забележително много въпроси от различни области на математиката. Известно е че всички нетривиални нули лежат в отворената ивица {''s'' &isin; '''C''': 0 < Re(''s'') < 1}, която се нарича '''критичната ивица'''. [[Хипотеза на Риман|Хипотезата на Риман]],
която се смята за един от най-важните нерешени проблеми в математиката,
твърди, че за всяка нетривиална нула ''s'' е вярно Re(''s'') = 1/2. В теорията на дзета-функцията на Риман, множеството {''s'' &isin; '''C''':
Ред 139:
Теоремата за критичната права твърди, че положителен процент от нулите лежи върху критичната права.
 
Нулата с най-малка неотрицателна имагинерна част в критичната ивица е 1/2+i14,13472514… От функционалното уравнение може да се види, че множеството на нетривиалните нули е симетрично относно правата Re(''s'') = 1/2. Също така от факта, че &zeta;(''s'')=&zeta;(''s''*)* за всички комплексни ''s'' &ne; 1 (* означава [[комплексно спрягане]])
следва, че нулите на дзета-функцията са симетрични относно реалната права.
 
Ред 157:
 
== Връзки ==
* [http://mathworld.wolfram.com/RiemannZetaFunction.html Riemann Zeta Function, във Wolfram Mathworld] – Математическо насочено изложение на английски
 
== Източници ==