黎曼定义了函数通过
(Hardy,1999年,第30页;Borwein等。2000; 哈维尔2003,第189-191和196-197页;德比郡2004年,第299页),有时表示,(爱德华兹2001年,第22和33页;德比郡2004年,第298页),或(哈维尔2003年,第189页)。注意,这不是一个无限级数,因为从开始变为零,以及其中是楼层功能和是以2为底的对数。对于, 2, ..., 前几个值是0、1、2、5/2、7/2、7/2,9/2, 29/6, 16/3, 16/3, ... (组织环境信息系统A096624号和A096625型). 可以看出,当是质数,跳跃1次;当它是素数的平方时,它会跳跃1/2;当它是素数的立方体时,它会跳跃1/3;等等(德比郡,2004年,第300-301页),如上所示。
令人惊讶的是素数计数函数 与相关由莫比乌斯变换
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(4)
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哪里是莫比乌斯函数(里塞尔1994年,第49页;哈维尔2003年,第196页;德比郡2004年,第302页)。更令人惊讶的是,与连接黎曼-泽塔函数 通过
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(5)
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(里塞尔,1994年,第47页;爱德华兹,2001年,第23页;德比郡,2004年,第309页)。也由以下公式给出
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(6)
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哪里是黎曼-泽塔函数、和(5)和(6)表格a梅林变换一对。
Riemann(1859)提出
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(7)
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哪里是对数积分总和是覆盖所有非平凡零的黎曼泽塔功能 (马修斯1961,第10章;兰道1974,第19章;英格姆1990年,第4章;哈代1999年,第40页;博尔文等。2000; 爱德华兹2001年,第33-34页;哈维尔2003年,第196页;德比郡2004年,第328页)。事实上,由于根的和只是条件收敛的,所以必须按顺序求和的增加即使在配对术语时和他们的“双胞胎”,所以
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(8)
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(爱德华兹2001年,第30和33页)。
该公式随后由Mangoldt(1895年;Riesel 1994年,第47页;Edwards 2001年,第48和62-65页)证明。右侧积分收敛只为,但由于没有小于2的素数,所以唯一有趣的值是.由于它是单调递减的,因此最大值出现在,具有价值
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(9)
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(组织环境信息系统A096623号; 德比郡2004年,第329页)。
黎曼还考虑了该函数
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(10)
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有时也表示(博尔文等。2000),通过替换获得在Riemann函数中对数的完整的 ,其中是黎曼泽塔功能和是莫比乌斯函数(哈代1999年,第16和23页;博文等。2000; 哈维尔2003年,第198页)。在上面绘制,包括在半对数刻度上(底部两个图),其中说明了这样一个事实原点附近有一系列零。这些发生在对于(组织环境信息系统A143530号), 15300.7, 21381.5, 25461.7,32711.9, 40219.6, 50689.8, 62979.8, 78890.2, 98357.8, ..., 对应于(组织环境信息系统A143531号),,,,,,,,,, ....
数量如上图所示。
此功能在沃尔夫拉姆语言作为黎曼R[x个].
Ramanujan独立推导了,但不严格(Berndt 1994,p.123;Hardy 1999,第23页)。下表进行了比较和对于小型.黎曼推测(Knuth 1998,第382页),但这被证明是错误的1914年由利特伍德(Hardy and Littlewood,1918)创作。
黎曼素数计数函数与克系列
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(11)
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哪里是黎曼-泽塔函数(哈代1999年,第24-25页),但革兰氏系列远不止这些易于进行数值计算。例如,上面的图显示了差异哪里使用Wolfram语言的内置的NSum公司命令(黑色)并使用第一个(蓝色),(绿色),(黄色),(橙色),和(红色)点。
在表格中,表示最近的整数函数注意,Hardy(1999年,第26页)为不正确。
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斯隆 | A057793号 | A057794美元 |
1 | 5 | 1 |
2 | 26 | 1 |
三 | 168 | 0 |
4 | 1227 | |
5 | 9587 | |
6 | 78527 | 29 |
7 | 664667 | 88 |
8 | 5761552 | 97 |
9 | 50847455 | |
10 | 455050683 | |
11 | 4118052495 | |
12 | 37607910542 | |
黎曼函数与首要的计数函数通过
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(12)
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其中总和覆盖所有复(非平凡)零属于(Ribenboim 1996),即临界带钢所以,解释为平均值
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(13)
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然而,没有证据表明(12)似乎存在于文学(博尔文等。2000).
另请参见
Gram系列,素数计数函数,素数定理,黎曼函数,黎曼假设,焊料常数
与Wolfram一起探索| Alpha
工具书类
Borwein,J.M。;Bradley,D.M。;和克兰德尔·R·E。“黎曼-泽塔函数的计算策略。”J。计算。申请。数学。 121, 247-296, 2000.伯恩特,B.C。拉马努扬的笔记本,第四部分。纽约:Springer-Verlag,1994年。德比郡,J。Prime(主要)迷恋:伯恩哈德·里曼和数学中最伟大的未解决问题。纽约:企鹅出版社,2004年。爱德华兹,H.M。黎曼氏Zeta函数。纽约:多佛,2001年。G.H.哈代。和利特伍德,J·E。数学学报。 41, 119-196, 1918.G.H.哈代。“系列第2.3节拉马努扬:《关于他的生活和工作所建议的主题的十二讲》,第三版。纽约:切尔西,1999年。哈维尔,J。伽马射线:探索欧拉常数。新泽西州普林斯顿:普林斯顿大学出版社,第42页,2003英格姆,A.E。这个素数的分布。伦敦:剑桥大学出版社,第83页,1990科努特,D.E。这个计算机编程艺术,第2卷:半数值算法,第3版。马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,1998年。兰道,E。汉布赫der Lehre von der Verteilung der Primzahlen,第三版。纽约:切尔西,1974年。曼戈尔特,H.冯。“Zu Riemann的Abhandlung‘Ueber die Anzahl der Primzahlen unter einer格格本恩·格罗斯(gegebenen Grösse)。”"J.reine angew。数学。 114, 255-305,1895马修斯,G.B。通道10英寸理论数字的数量。纽约:切尔西,1961年。里宾博伊姆,P。这个素数记录新书。纽约:Springer-Verlag,第224-225页,1996G.F.黎曼。B。“安扎尔·德·普里姆扎赫伦unter einer gegebenen Grösse。"莫纳茨伯。科尼格尔。普劳斯。阿卡德。威斯。柏林1859年11月,第671-680页。重印于达斯Kontinuum和Andere专题论文(编辑H.Weyl)。纽约:切尔西,1972年。在爱德华兹,H.M。附录。黎曼氏Zeta函数。纽约:多佛,第299-305页,2001年。黎曼,B.“在三角测量中的Darstellbarkeit einer函数瑞赫。“重印于Gesammelte数学。阿布汉德伦根。纽约:多佛,第227-264页,1957年。Riesel,H.和Göhl,G.“一些计算与黎曼素数公式有关。"数学。计算。 24,969-983, 1970.Riesel,H.“黎曼素数公式”Prime(主要)因式分解的数字和计算机方法,第2版。马萨诸塞州波士顿:Birkhäuser,第50-52页,1994年。新泽西州斯隆。答:。序列A057793号,A057794号,A096623号,096624加元,A096625型,A143530号,A143531号在“整数序列在线百科全书”中货车,美国。数学软件正在运行。纽约:W.H。弗里曼,第28-29和362-3721991页。引用的关于Wolfram | Alpha
黎曼素数计数函数
引用如下:
埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。《黎曼素数计数函数》数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/RiemannPrimeCountingFunction.html
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