讓我們今天接著聊黎曼ζ函數: ![]() 這張圖只顯示了正半平面的函數(s>1) 解析延拓后復平面上負半平面的黎曼函數是什么呢?(s<0): ![]() 你說道,我的老天爺,這也太可怕了,太復雜了! 于是,我先給大家看看黎曼ζ函數(s>1)的圖像,它實際上涵蓋了復平面正半軸(s>1)的部分,函數線上的點代表了復數坐標(x,yi),這張圖出自up主:3bluebrown: ![]() 其實那個非常復雜的解析式只是看上去復雜而已,只要明白了各部分的意義,就能明白它的意義。首先,我們看左邊: ![]() 我們再看右邊: ![]() 我們上次已經講了s>1范圍內的函數表達式,相信大家還記著它,這里只是換了個定義域,s用s'=1-s(s<0)代替了s(s>1) : ![]() s的意義還是我們上次說的,它代表復平面: ![]() x,y可以隨便取各種數 至于2π和sin沒什么好說的,它們是普通的復函數,大家把它們類比為實平面(x,y)上的y=f(x)去理解就可以了,只不過是復平面s(x,yi)上的函數y=f(s)。比如這個人人皆知的迭代分形就是復函數f(s)=s2+C的圖: ![]() 復變函數:曼德博羅集 那這個東西什么意思呢?![]() Γ是希臘字符,中文名叫伽馬,也就是大寫的γ,它的表達式是: ![]() 伽馬函數有什么神奇的性質呢?如果看過我之前的文章,大家應該還記得階乘怎么算: ![]() 階乘 而 ![]() 也就是說階乘可以形成伽馬函數形式的無窮積分,文中ε的意思是趨于0的一個無窮小量,它可以取到任意小,永遠達不到0但是無限逼近0。至于這些積分怎么算的,這里就不展示了。我們用軟件就可以算出結果。 ![]() 我們把它廣義化:從自然數n推廣到實數軸x,從實數x推廣到復數s=x+yi,于是有: ![]() 這些推廣看似是理所應當的過程,實際上是多年來數學家的心血之作 數學中重要的是自然現象本身,繁瑣的計算過程只能是研究這種現象的手段,我們要透過現象看本質。 這樣,我們就知道了: ![]() 于是,你再回過頭來看這個非常重要的黎曼負半平面解析式 ![]() 它長什么樣子呢?它實際上涵蓋了整個復平面負半軸,函數線上的點代表了復數坐標(x,yi),這張圖出自up主:3bluebrown。 ![]() 它可以展開成: ![]() 如何才能得到這個復平面下才能成立的重要等式呢(不要覺得這個結果奇怪,它在物理學中有廣泛的應用): ![]() 只需要把s=-1帶進上面的公式就可以了: ![]() 我們知道: ![]() 所以: ![]() 現在,我們已經講完了s>1,和s<0區(qū)域內的黎曼函數了,然而最為神秘的s∈(0,1)內的函數還沒有登場。 ![]() s∈(0,1)隱藏著科學界為之困擾的未解之謎 |
|
來自: taotao_2016 > 《機器人》