讓我們今天接著聊黎曼ζ函數(shù): ![]() 這張圖只顯示了正半平面的函數(shù)(s>1) 解析延拓后復(fù)平面上負(fù)半平面的黎曼函數(shù)是什么呢?(s<0): ![]() 你說(shuō)道,我的老天爺,這也太可怕了,太復(fù)雜了! 于是,我先給大家看看黎曼ζ函數(shù)(s>1)的圖像,它實(shí)際上涵蓋了復(fù)平面正半軸(s>1)的部分,函數(shù)線上的點(diǎn)代表了復(fù)數(shù)坐標(biāo)(x,yi),這張圖出自up主:3bluebrown: ![]() 其實(shí)那個(gè)非常復(fù)雜的解析式只是看上去復(fù)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?cè)倏?strong>右邊: ![]() 我們上次已經(jīng)講了s>1范圍內(nèi)的函數(shù)表達(dá)式,相信大家還記著它,這里只是換了個(gè)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(shuō)的,它代表復(fù)平面: ![]() x,y可以隨便取各種數(shù) 至于2π和sin沒(méi)什么好說(shuō)的,它們是普通的復(fù)函數(shù),大家把它們類比為實(shí)平面(x,y)上的y=f(x)去理解就可以了,只不過(guò)是復(fù)平面s(x,yi)上的函數(shù)y=f(s)。比如這個(gè)人人皆知的迭代分形就是復(fù)函數(shù)f(s)=s2+C的圖: ![]() 復(fù)變函數(shù):曼德博羅集 那這個(gè)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(dá)式是: ![]() 伽馬函數(shù)有什么神奇的性質(zhì)呢?如果看過(guò)我之前的文章,大家應(yīng)該還記得階乘怎么算: ![]() 階乘 而 ![]() 也就是說(shuō)階乘可以形成伽馬函數(shù)形式的無(wú)窮積分,文中ε的意思是趨于0的一個(gè)無(wú)窮小量,它可以取到任意小,永遠(yuǎn)達(dá)不到0但是無(wú)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(jié)果。 ![]() 我們把它廣義化:從自然數(shù)n推廣到實(shí)數(shù)軸x,從實(shí)數(shù)x推廣到復(fù)數(shù)s=x+yi,于是有: ![]() 這些推廣看似是理所應(yīng)當(dāng)?shù)倪^(guò)程,實(shí)際上是多年來(lái)數(shù)學(xué)家的心血之作 數(shù)學(xué)中重要的是自然現(xiàn)象本身,繁瑣的計(jì)算過(guò)程只能是研究這種現(xiàn)象的手段,我們要透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。 這樣,我們就知道了: ![]() 于是,你再回過(guò)頭來(lái)看這個(gè)非常重要的黎曼負(fù)半平面解析式 ![]() 它長(zhǎng)什么樣子呢?它實(shí)際上涵蓋了整個(gè)復(fù)平面負(fù)半軸,函數(shù)線上的點(diǎn)代表了復(fù)數(shù)坐標(biāo)(x,yi),這張圖出自up主:3bluebrown。 ![]() 它可以展開成: ![]() 如何才能得到這個(gè)復(fù)平面下才能成立的重要等式呢(不要覺得這個(gè)結(jié)果奇怪,它在物理學(xué)中有廣泛的應(yīng)用): ![]() 只需要把s=-1帶進(jìn)上面的公式就可以了: ![]() 我們知道: ![]() 所以: ![]() 現(xiàn)在,我們已經(jīng)講完了s>1,和s<0區(qū)域內(nèi)的黎曼函數(shù)了,然而最為神秘的s∈(0,1)內(nèi)的函數(shù)還沒(méi)有登場(chǎng)。 ![]() s∈(0,1)隱藏著科學(xué)界為之困擾的未解之謎 |
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來(lái)自: taotao_2016 > 《機(jī)器人》