作者Chatterly (chatterly)
看板Math
標題Re: [分析] Zeta函數和Gamma函數的一些小知識
時間Tue May 27 01:24:53 2014
※ 引述《Hyuui (修)》之銘言:
: Chatterly在八卦板提到一些關於複變函數論的結果,但他說的東西有些錯誤。為了避免他
: 誤導別人,我想拉回來Math板上解說一下,順便補充一些我覺得有趣的東西。
: ──
: #1JTsjw0U (Gossiping)
: http://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1400335226.A.01E.html
: //Gamma解析延拓出去整個到複數平面,所有整數點包括 1 都是奇點//
: #1JWWbT8- (Gossiping)
: http://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1401031005.A.23E.html
: //解析延拓是每一個整數點都不可解析而不是你說的z=1//
: ──
: 解說如下:
: 1.
: 對於實部大於1的複數s,我們定義Zeta函數如下:
: Zeta {s} = Sum_n=1~∞ {1/n^s}
: Zeta函數的原始定義域是{s | Re(s) > 1}。經過解析延拓(analytic continuation),可
: 以拓展為在 {s | s ≠ 1} 的複數平面上的解析函數。
: 而在 s=1 該點上,即為著名的調和級數。
: Zeta {1} = 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + ...
: 我之前在某篇文章中提過,17世紀的Pietro Mengoli就證明出調和級數發散。不過我後來
: 看到另一篇蔡聰明教授的文章,他說:「在1350年左右,N. Oresme(約1323~1382)證
: 明了調和級數發散, 這是歷史上第一個發散級數的例子。」
: 這個證明的思路相當簡單,有些讀者在高中時可能就已經學過了。
: 1 + 1/2 +1/3 + 1/4 + 1/5 + 1/6 + 1/7 + 1/8 + ...
: 1/2 + 1/2 + (1/4 + 1/4) + (1/8 + 1/8 + 1/8 + 1/8) + ...
: 第二個級數的每個括號內的值都等於1/2,無窮多個1/2加起來顯然發散。注意到第一個級
: 數的每項都大於第二個級數,故第一個級數發散。
所以你想表達什麼? 這個高中數學我高中同學沒有人不知道的
你根本不懂解析延拓不做 s=1的情況以至於你都在亂說 誤導數學版的人
: 因此,Zeta函數在 s=1 是無法解析延拓的。
不要亂說好嗎? 不是這個原因,是你不懂還一直亂說
給個數學證明好嗎?
: 解析延拓的Zeta函數在s等於負整數的值,有一個方便的公式可以計算:
: Zeta {-n} = -B_(n+1) / (n+1)
: 其中 B_(n+1) 為Bernoulli number。
: 由於 B_n 在 {n | n為奇數,且n>1} 的值都是0,故 Zeta {-2n} = 0
拜託不要寫一些無聊的google就可以知道的東西,你顯然就是不會啊
給個數學證明好嗎?
: ──
: 2.
: 對於實部大於0的複數s,我們定義Gamma函數如下:
: Gamma {s} = Int_0~∞ {t^(s-1) / e^t} dt
: Gamma函數在s等於正整數的值非常容易計算,因為有以下公式:
: Gamma {n} = (n-1)!
: Gamma函數的原始定義域是{s | Re(s) > 0}。經過解析延拓(analytic continuation),
: 可以拓展為在 {s | s ≠ 0 or 負整數} 的複數平面上的解析函數。
: 在 {s | s = 0 or 負整數} 這些點上,Gamma函數是發散的,但我們可以使用留數定理計
: 算留數。
: Res {Gamma, -n} = (-1)^n / n!
不要寫物理專業人士覺得小學生的Gamma好嗎?
: ──
: 3.
: 關於使用解析延拓的Zeta函數求出「1 + 2 + 3 + ... = -1/12」,可參考這篇文章。
: 1+2+3+…=-1/12? | 法蘭克的數學世界
: http://frankliou.wordpress.com/2014/05/18/123-112/
不要扯跟你無關的,我已經叫他跟你節制點,拜託你不要亂說好嗎
正確的做法都已經給你了,就是要你找出來,就像當初看你可憐給你水星進動結果
你竟然看不懂,我老闆看到我的水星進動結果超讚嘆的,而你呢? 竟然看不懂還罵我
解法都已經你說如下了,不要再胡說八道好嗎? 對下面給個詳細數學證明好嗎?
------
這是統計力學一個非常基本的數學式子
s-1
∞ x
Γ(s)ξ(s)= ∫ ------- dx
0 x
e -1
做複變解析延拓
中間計算懶得打了,反正去問一個他曾經做過弦論的或是專做複變的教授應該都會
很容易可以證明得到
在 x=0會爆掉,所以我們必須動一些"手術",然後經過整理
s-1 1 - s-1
∞ z 1 z 1 1 1
Γ(s)ξ(s)= ∫ ------- dz = ∫ dz (---------)+ ---- - ----+------
0 z 0 z
e -1 e -1 s-1 2s 12(s+1)
s-1
∞ z
+∫ ------- dz
+ z
1 e -1
這時候稍微有點複變常識的人會知道,只有二個resides必須做,s=0和s=-1
我們會發現上面的函數可以做計算
1 1
-------- = (-1) ξ(-1) 所以 1+2+3+... = - -----
12 12
-1 1
------- = 1 ξ(0) 所以 1+1+1+....= - ----
2 2
所以 黃先生,你不要一直亂造謠說我搞不懂Gamma和Zeta函數好嗎? 正如你對那些人
的攻擊和造謠,拿出一點點點 專業知識 來說嘴好嗎? 你永遠只會扯z=1調和級數發散
我上面已經證明比調和級數更不出初等的解析延拓結果了,請問你呢? 你在那裏?
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: 不過嚴格說起來,解析延拓後的Zeta函數,在額外拓展的定義域上已經不是原本的
: 「Sum_n=1~∞ {1/n^s}」形式了,所以其實也沒有「Zeta {-1} = 1 + 2 + 3 + ...」這回
: 事。我建議把「1 + 2 + 3 + ... = -1/12」當作物理學家們的一個有趣把戲就好,它並不
: 是嚴謹的數學結果。
可見你都在亂說,程度有夠不堪耶,程度差不堪算了,還說這是物理學家的把戲
我是看數學寫的論文啦,不想告訴你誰寫的啦,你可以繼續在亂說
: 至於「1 + 1 + 1 + ... = -1/2」,不嚴謹地說,則是解析延拓的 Zeta {0} 的值,它在
: 弦論中有些應用。但請注意,不要把Zeta函數和Gamma函數搞混了。雖然我們知道,Zeta函
: 數和Gamma函數相乘起來有個很漂亮的關係。
陶哲軒早就寫一堆有的沒的發散級數,你不要鬼扯好嗎?要不是給你
s-1
∞ x
Γ(s)ξ(s)= ∫ ------- dx
0 x
e -1
你還在亂說我不懂Zeta函數和Gamma函數,老子都做了解析延拓給你
看了,你還在誤導數學版鄉民
請給個數學證明好嗎?
: Gamma {s} * Zeta {s} = Int_0~∞ {t^(s-1) / e^t-1} dt
: 這個關係成立在Zeta函數和Gamma函數原始定義域的交集 {s | Re(s) > 1} 上。
: 而且這個特殊關係無法改變以下事實:
: 1. Zeta函數在 {s | s ≠ 1} 發散。
: 2. Gamma函數在 {s | s = 0 or 負整數} 發散。
: 在整個複數平面上,我們比較常使用的是Riemann functional equation。
: Zeta {s} = 2^s * π^{s-1} * sin {πs/2} * Gamma {1-s} * Zeta {1-s}
: 我們可以由sin {πs/2}這項再次看出:Zeta {-2n} = 0
: ──
: 以上是一些關於Zeta函數和Gamma函數的小說明,希望大家能弄清楚這些概念。
哀,不要拜託亂說就以為你可以逃得掉好嗎? 考個研究所好嗎?
連個研究所都考不上要做什麼基本力跟量子場論和廣相,結果水星進動看不懂還要被你罵
然後連個量子力學互易關係都不懂也可以寫冷笑話,你可以繼續在物理版討拍
你有夠會硬凹的,程度超不堪就好好念書好嗎?
請給個數學證明好嗎?
1+2+3+....=-1/12
1+1+1+....=-1/2
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→ Hyuui :你先搞清楚Zeta函數和Gamma函數的奇點吧。 05/27 01:27
→ Hyuui :情緒性的用語是無法改變數學事實的。 05/27 01:31
→ Lindemann :你先把我文章debug吧,你暗箭傷人造謠是非的手法我看 05/27 01:33
→ Lindemann :多了,不要把我當白癡耍好嗎?老子數學比你強無窮多倍 05/27 01:34
→ Hyuui :為什麼要特地換分身帳號推文? 05/27 01:35
→ Lindemann :你不要盡打一堆垃圾東西來掩蓋你不會1+2+3...=-1/12 05/27 01:35
→ Lindemann :乾你鳥事?你趕快給我debug啦,煩死了,不會就投降好嗎? 05/27 01:36
→ LPH66 :路人路過, 由於在我看來 C 大似乎物理很強的樣子, 05/27 02:08
→ LPH66 :我想請教一個問題: 維基百科上說克什米爾效應跟 Zeta 05/27 02:09
→ LPH66 :函數之間好像也有一個神秘的關係, 有個 1/120 出現 05/27 02:09
→ LPH66 :可以請 C 大為我講解一下這其中的奧妙嗎? 05/27 02:10
推 yw1002 :在物理版被鎖了 等我看過後在來討論 05/27 02:21
推 calvin4 :請專注於數學知識之討論,勿流於人身攻擊。 05/27 02:27
※ 編輯: Chatterly (140.113.121.246), 05/27/2014 02:35:31
→ Chatterly :給LPH,這個Zee的場論就有最簡單的介紹了,good luck 05/27 02:36
→ Hyuui :那個1/120是Zeta{-3}的值,物理系是直接拿來用。 05/28 09:21
推 LPH66 :其實我是知道它是Zeta{-3}才拿來看能不能釣出他的文 05/28 19:26
→ LPH66 :不過以結論看來是沒用...(攤手) 05/28 19:26
→ LPH66 :不然其實那個力的公式分母是 240 就很難釣了... 05/28 19:27
→ muxiv : //yofuk.com 07/07 12:10