莫比乌斯函数详解,莫比乌斯函数求和表示什么

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-05-27 10:13:37

以及很多诸如此类的形式上的等式。我们在每一个等号后面都加了个问号,是为了强调这些并不是真的相等,只是一种联想。所谓“全体自然数的和等于-1/12”,“无穷多个1加起来等于-1/2”,以及“全体自然数的平方和等于0”等等,都是这么来的,绝不是真的相等。如果你要问这些无穷级数实际上等于什么,那当然是无穷大。

下一点要解释的是,黎曼ζ函数的定义域不只是实数,而是复数。如果你不知道复数是什么,那么我们可以稍微解释一下:复数就是所有的x yi,其中x和y是两个实数,而i是-1的平方根,即i的平方等于-1,x叫做这个复数的实部,常用Re来表示,y叫做这个复数的虚部,常用Im来表示。全体的实数可以用一根数轴来表示,而全体的复数需要用一个平面来表示,这个平面的x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴,在这个平面上坐标为(x, y)的一个点就对应于x yi,这个平面叫做复平面。我们也经常把复数理解为一个矢量,这个矢量的起点是原点,终点是(x, y)。在这些意义上,实数是一维的数,而复数是二维的数。

莫比乌斯函数详解,莫比乌斯函数求和表示什么(13)

把ζ函数的自变量s扩展为复数后,很容易证明,原来的级数在s的实部(即Re(s))大于1时是收敛的,而在Re(s)小于1时是发散的。经过黎曼的解析延拓后,ζ函数最终变成了这样:

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在整个复平面上,黎曼ζ函数只在s = 1这一点没有定义,而在其他所有的点都有定义。你也许会问,指数为复数的乘方怎么计算?回答是,看一下高中数学课本就知道了,关键全都在这个欧拉公式里:

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这对应于一个长度为1的矢量,它的方向是从实轴旋转了角度θ。根据欧拉公式,一个底数为实数r、指数为复数x yi的乘方就等于:

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