在数学的解析数论领域,狄利克雷η函数定义为:
复平面上的
狄利克雷η函数 。用颜色来编码点
的值
,强烈的色彩表示接近零的值,色度值表示值的
辐角。
其中 ζ 是黎曼ζ函数。但η函数也用常来定义黎曼ζ函数。
对实部为正数的复数s,也可定义为狄利克雷级数表达式形式:
表达式仅当实部为正数时收敛。对任意复数,该表达式是一个阿贝尔和,可定义为一个整函数,并由此可知ζ函数是一个极点在s = 1的单极点亚纯函数。
等价定义为:
定义在复平面上实部为正的区域,该定义形式是一个Mellin变换。
G·H·哈代给出一个函数方程的简单证明:
因此能将其扩展到整个复数域。
数值算法
大多数交错级数的串行加速技术都可应用在η函数的求值上。一个特别简单,合理的方法是应用交错序列的欧拉变换,得到:
-
注意第二个求和里面是前向差分。
Borwein方法
彼得·波温(Peter Borwein)使用包含切比雪夫多项式的近似值用来得到η函数的高效求值方法。
如果:
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则:
-
当 时,误差项 γn范围:
-
误差分布中的系数 显示Borwein级数随着n的增加而很快集中于一点。
特殊值
更多信息:Zeta constant
- η(0) = 1⁄2, 格兰迪级数( 1 − 1 + 1 − 1 + · · ·)的阿贝尔和。
- η(−1) = 1⁄4, 1-2+3-4+…的阿贝尔和。
- 对于大于1的整数k ,如果Bk是第k个伯努利数,那么
-
同样的:
- , 这是交错调和级数
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自变量为正偶数的函数生成式为:
参考资料
- Borwein, P., An Efficient Algorithm for the Riemann Zeta Function (页面存档备份,存于互联网档案馆), Constructive experimental and nonlinear analysis, CMS Conference Proc. 27 (2000), 29-34.
- Xavier Gourdon and Pascal Sebah, Numerical evaluation of the Riemann Zeta-function (页面存档备份,存于互联网档案馆), Numbers, constants and computation (2003)
- Borwein, P., [1] (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Knopp, Konrad. Theory and Application of Infinite Series. Dover. 1990 [1922]. ISBN 0-486-66165-2.