拉普拉斯|通过拉普拉斯变换和留数定理,展示黎曼素数计数函数的新视角( 三 )

  • 式(11)
  • 这里 , 拉普拉斯逆变换可以用残数定理求值 , 即:
    • 式(12)
    残差分析现在考虑以下表达式
    • 式(13)
    在ζ(ks)的零点处有单极点;即:
    与m= 123....
    单极点处的残差可按以下方法得到:
    • 式(14)
    类似地 , 对于s= -2m/k
    • 式(15)
    事实上 , 对于任何具有单零点的函数f(z) , f′(z)∕f(z)在这些零点产生的极点上的所有残差总是1 , 如上所述 。
    为了评估极点s=1处的残差 , 我们注意到:
    微分 , 得到:
    重新排列 , 得到:
    • 式(16)
    因此 , 在单极点上的残差为:
    由下面给出:
    简化后 , 得到
    因此 , 式(12)中的残差之和给出了:
    • 式(17)
    通过积分 , 我们可以得到:
    • 式(18)
    这里 , 我们得到与黎曼相同的结果 。 然而 , 这种方法以更少的步骤提供了更好的清晰度和连贯性 。
    优雅的s域形式在ζ(s)函数和素数计数函数Π(s)之间的关系上提出了一个新的视角 。 Π(s)的行为需要进一步研究 , 可能会揭示出对素数计算的新见解 。
    最后 , 在这个新的视角下 , 考虑基于 海维赛德函数的自然数计算函数 ?(x) , 我们可以将其定义为:
    • 式(19)

    • 式(20)
    对上述方程进行拉普拉斯变换 , 我们可以得到:
    • 式(21)

    • 式(22)
    因此 , ζ(s)到x域的拉普拉斯逆变换 , 表现为自然数计数函数?(x) 。 另外 , 我们从方程式(22)中观察到ζ(s)的拉普拉斯逆变换在x域的有趣表现 , 即为递减的狄拉克脉冲函数 。
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