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lnx的泰勒展开式-lnx的泰勒展开式是什么
素数,黎曼,函数lnx的泰勒展开式-lnx的泰勒展开式是什么
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
π(x)是素数计数函数,上文的一张表中已经给出了他的部分值,如何联系ζ函数和π(x),这乍一看并没有任何关系的两个函数,在欧拉金钥匙的联系下,紧紧纠缠在了一起。
图2 素数计数函数
π(x)是一个阶梯函数,在每个跳跃点(即素数)取一半的值,然后引入了另一个阶梯函数——J函数,下面是J函数的定义,
看,这里的每一项的系数也是不是像调和级数,J函数会在每一个素数,素数的平方,素数的立方......上跳跃。利用默比乌斯反演,我们得到了用J(x)表达的π(x)。
注意有些项已经没有了,并且正负号也不同,参见默比乌斯函数。然后说了很久的金钥匙终于拧动了,对金钥匙两边取对数并用级数展开,得到了一个无穷和的无穷和,对其中每一项都可以用一个积分式来表示,并不复杂。然后对J(x)进行积分,显然,这个积分趋于无穷大,于是用x-s-1乘以J(x),并依次选取无穷多个素数分成无穷多个条带进行积分,然后和金钥匙展开后的类比,得到了微积分形式的金钥匙,如下所示:
上面的式子将黎曼ζ函数和J(x)联系了起来,而π(x)又可以由J(x)表示出来,显然,黎曼ζ函数和素数分布联系了起来,下面我直接给出结论:
就是这个看着很丑陋吓人的式子,是1859年黎曼论文的主要结果,你可能会想ζ函数去哪了?其实他隐藏在第二项中了,ρ就是ζ函数的非平凡零点。于是,现在我们计算π(x)可以不用一个一个找出素数累加,又多了一种方法,直接用上面的几个式子算出来。
到此,全书的精彩论文接近结束,在其中也穿插了代数学和物理学上的进展,黎曼猜想甚至与量子力学也联系了起来,又是“柳暗花明又一村”的篇章,虽然这些路径并没有彻底解决这个猜想,但同样释放出巨大的能量远超黎曼那个时代了。
《素数之恋》成书于2002年,距离现在已经过去了17年,黎曼猜想也有了不少新进展,不时听说有人宣称证明了它,但克雷数学研究所的100万奖金还没发出去也就说明还没有取得一致公认的证明。去年9月,知名数学家阿蒂亚爵士宣称自己证明了黎曼猜想,引起了轩然大波,正是在那股科普热潮下,我买下了这本黎曼猜想的经典科普读物仔细品读了一番。笔者是工科研究生,读起来相对轻松,除了极少部分的微积分外,高中生慢慢品读也不会有压力,读完此书,除了感慨这些天才的杰出创造力外,也对平时的科研生活有些许帮助,有时候,往往看上去毫无联系的的东西也会有巨大的威力,要有充分的想象力和勇气去接触看着可能没什么联系的问题。学习时,需要多接触其他知识和想法,一条路走不通不代表这个课题有问题,可以试试其他路径,如把结构自振反应引入到地震工程中就产生了最重要的反应谱理论。善于联系,从多角度思考问题,跳出条条框框,有时候也不能太囿于感觉,直觉不一定正确,不能乍一看没什么关系,就不去接触也不去思考了。
人们开始有素数这个概念很早很早,经历了几千年的发展,对素数的认识已大大加深,它最简单又最困难,无规律而又有规律,它有着众多表述简单的命题吸引了很多人,也因这些看似简单实则巨难的问题让众多数学家耗尽心血。如梦亦如幻,如露亦如电,素数还有着众多的秘密隐藏在极深的未知处,需要一代又一代数学家拂开杨柳枝,踏过荆棘花,找到理想的桃花源。
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