黎曼zeta函式的解析延拓怎麼推導?

時間 2021-05-14 18:26:19

1樓:TravorLZH

Zeta函式 的原先定義域僅僅在 1" eeimg="1"/>,然而利用Dirichlet eta函式 ,我們可以通過 將其定義域拓展至

剩下的工作就是將它的定義域拓展到除s=1之外的全平面了。目前黎曼本人對此的推導方法有兩種,細節分別寫在了我的這兩篇文章[1]

[2]裡了。下面只是簡單的概述:

定義 ,則可以通過各種性質,得:

利用高斯函式的Fourier變換 以及Poisson求和公式[3]可得:

通過對(1)式左側運用(2)和搞積技巧,可得:

可以發現(3)式右側把s變成s-1時結果依然相同,意味著

通過對(4)進行移項、運用餘元公式和勒讓德倍元公式,可得Zeta函式的函式方程:

至此我們就將Zeta函式延拓到了 。現在介紹第二種方法

考慮積分 ,其中圍道如下:

計算每一段路徑,可得:

現在考慮另乙個圍道積分 ,其中 如下圖:

通過對 運用留數定理,得到:

可以通過放縮等亂燉技巧證明 。因此結合(6),有:

於是我們又一次發現了Zeta函式的函式方程。

綜上所述,黎曼zeta函式的完整定義為:

1 \\ }\sum_^\infty\over k^s}&0\le\Re(s)\le1 \\ 2^s\pi^\sin\left(\pi s\over2\right)\Gamma(1-s)\zeta(1-s)&\Re(s)<0 \end \right." eeimg="1"/>

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