上图就是欧拉公式 , 虽然这里把zeta函数的求和用素数的乘积来表示了 , 但是离计算素数的个数还有十万八千里的距离 。黎曼从这里出发 , 得出了素数估算公式 , 其中用了很多微积分的变换 , 这些都超过了伟岗的理解范围 。
不过经后人总结 , 黎曼这篇论文有以下几个思路 。最关键地是 , 黎曼通过微积分演算 , 找到了这样一个函数的计算方法(说得准确一点是估算方法) 。这个函数黎曼命名为J(x) 。这个J(x)跟素数个数有了关系 , 它是一个阶梯函数 。也就是说取一个一个的间断的数值 。当x跨过一个素数 , J(x)就增加1 , x跨过一个素数的平方 , J(x)就增加二分之一 , 以此类推 , 当x跨过一个素数的n次方 , J(x)就增加1/n 。这样素数个数就跟J(x)挂上钩 。而J(x)通过黎曼的运算 , 跟zeta函数有了一些积分级的运算公式 。
有了积分级的运算公式 , 通过一些逼近的计算手段 , 我们就可以估算出素数的个数 , 这就是黎曼论文的主要目的 。不过后来数学家从黎曼的字里行间中找到了黎曼猜想 , 这才是黎曼这篇论文成为历史上最伟大的论文的主要原因 。
说老实话 , 一般人还很难从黎曼这篇论文中找到黎曼猜想(伟岗就没有找到) 。论文有个地方 , 黎曼令零点的实部为二分之一 , 这是伟岗能够发现跟黎曼猜想有关的全部内容 。可能要理解了黎曼的论文才能从论文中找到黎曼猜想 。
数学家找到了黎曼猜想 , 就开始分头行动 。一部分人埋头找零点 , 一部分人试图证明黎曼猜想 。而更多的数学家是假设黎曼猜想成立 , 去寻找可以证明的定理 , 据说这些定理个数已经上万了 。可见黎曼猜想的威力 。
总体讲 , 黎曼借助自己强大的分析能力 , 硬生生的从zeta函数出发 , 通过一系列的积分微分运算 , 终于得到了一些关于素数个数估算公式的结果 , 同时找到了黎曼猜想这样有深远意义的数学规律(当然还有待证明) 。本来zeta函数是欧拉定义的 , 主要是为了求级数的和 。黎曼把欧拉的zeta函数解析延拓后 , 变成黎曼zeta函数 。从这一点出发 , 通过复分析手段 , 最终得到素数个数的估算公式 。黎曼甚至还用到了傅里叶展开式 , 可见黎曼数学知识的博大精深 。
数学在19世纪末 , 可以说是复分析的黄金时代 。数学家慢慢认识到复数的威力 。一个小小的根号负一竟然能引起数学上的革命 , 这也是任何古代数学家不可想象的 。从几何上讲 , 复数把实数轴扩展到了复平面 , 这样的跨度非常大 。尤其是对微积分这个工具来讲 。可以说有了复平面 , 数学家眼中的世界大大地不同了 , 微积分的运算也有了很多全新的规则和思路 。解析延拓就是其中的一项 。我们仅仅从解析延拓中 , 就可以了解到复分析的复杂和现代数学向深奥进军的步伐 。我们普通人想不想 , 要不要 , 能不能跟上数学家的思维 , 也慢慢成为大家思考的严肃问题 。
好了 , 今天篇幅也够长了 , 暂时写到这里 , 文章结尾 , 还是要感谢朋友同学的鼓励打赏 , 多谢了!!
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