学习笔记《Riemann Hypothesis》

Riemann Hypothesis 因为和质数问题有直接的关系,因而成为了 Millennium Prize Problems 重要的七个问题之一,至今还没有得到准确的答案

对 Riemann Hypothesis 的一个介绍:
https://www.youtube.com/watch?v=d6c6uIyieoo

Basel problem

Basel problem 神奇的地方在于,普通的数论极限值,居然可以和 π 搞上基,而且还是 π2 的关系,这让当时的数学家们惊诧不已,黎曼ζ函数(The Riemann zeta function)在 n = -1 的时候产生的推导:1+2+3+4+5+.... = -1/12 让人匪夷所思
https://www.youtube.com/watch?v=w-I6XTVZXww

巴塞尔问题是一个著名的数论问题,这个问题首先由皮耶特罗·门戈利在1644年提出,由莱昂哈德·欧拉在1735年解决。由于这个问题难倒了以前许多的数学家,欧拉一解出这个问题马上就出名了,当时他二十八岁。欧拉把这个问题作了一番推广,他的想法后来被黎曼在1859年的论文《论小于给定大数的素数个数》(On the Number of Primes Less Than a Given Magnitude)中所采用,论文中定义了黎曼ζ函数,并证明了它的一些基本的性质。这个问题是以瑞士的第三大城市巴塞尔命名的,它是欧拉和伯努利家族的家乡。

理解和证明

对 Basel problem 直观理解的一个视频(借助几何来理解):
https://www.youtube.com/watch?v=d-o3eB9sfls

  • 把数轴上的自然数,当作灯塔在向 0 发光(等比的距离关系,产生平方的光量接收关系),这样的形式建立起对 1/n2 求和的理解
  • 将数轴理解成一个直径极大的圆,在这样的理解下数轴趋于直线
  • 自然数的总能量为 π2/8,两倍距离的偶数位置是其 1/4,因为奇数位置就是 3/4,也就是 π2/6

Mathologer 对这个问题的讲解:
https://www.youtube.com/watch?v=LFwSIdLSosI

维基百科上提供了更全的介绍和证明:
https://en.wikipedia.org/wiki/Basel_problem

The Riemann zeta function

The Riemann zeta function or Euler–Riemann zeta function, ζ(s), is a function of a complex variable s that analytically continues the sum of the Dirichlet series

https://en.wikipedia.org/wiki/Riemann_zeta_function

3Blue1Brown 对 Riemann zeta function 的一个讲解:
https://www.youtube.com/watch?v=sD0NjbwqlYw

  • Analytic 可以理解为 Angle-preserving
  • 后续引出了 analytic continuation(为什么会等于 -1/12 )
  • 对 Riemann Hypothesis 做了细致的讲解
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