1

x

هدف البحث

بحث في العناوين

بحث في اسماء الكتب

بحث في اسماء المؤلفين

اختر القسم

القرآن الكريم
الفقه واصوله
العقائد الاسلامية
سيرة الرسول وآله
علم الرجال والحديث
الأخلاق والأدعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الجغرافية
الادارة والاقتصاد
القانون
الزراعة
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الهندسة المدنية
الأعلام
اللغة الأنكليزية

موافق

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : الجبر : مواضيع عامة في الجبر :

Xi-Function

المؤلف:  Borwein, J. M.; Bradley, D. M.; and Crandall, R. E.

المصدر:  "Computational Strategies for the Riemann Zeta Function." J. Comput. Appl. Math. 121

الجزء والصفحة:  ...

11-3-2019

1943

Xi-Function

 

XiReal
 
 
             
  Min Max      

The xi-function is the function

xi(z) =

(1)

=

(2)

where zeta(z) is the Riemann zeta function and  is the gamma function (Gradshteyn and Ryzhik 2000, p. 1076; Hardy 1999, p. 41; Edwards 2001, p. 16). This is a variant of the function originally defined by Riemann in his landmark paper (Riemann 1859), where the above now standard notation follows Landau (Edwards 2001, p. 16).

It is an entire function (Edwards 2001, p. 16).

It is implemented in the Wolfram Language as RiemannXi[s].

XiFunctionRoots

The zeros of xi(z) and of its derivatives are all located on the critical strip z=sigma+it, where 0<sigma<1. Therefore, the nontrivial zeros of the Riemann zeta function exactly correspond to those of xi(z) (i.e., the roots of xi(1/2+it) are the same as those of zeta(1/2+it) for real t), with the additional benefit that xi(1/2+it) is purely real.

The first few zeros occur at the values summarized in the following table (Wagon 1991, pp. 361-362 and 367-368; Havil 2003, p. 196; Odlyzko), where the corresponding negative values are also roots. The integers closest to these values are 14, 21, 25, 30, 33, 38, 41, 43, 48, 50, ... (OEIS A002410). The numbers of zeros less than 10, 10^210^3, ... are 0, 29, 649, 10142, 138069, 1747146, ... (OEIS A072080; Odlyzko).

n Sloane t_n
1 A058303 14.134725
2   21.022040
3   25.010858
4   30.424876
5   32.935062
6   37.586178

Special values include

xi(0) = 1/2

(3)

xi(1) = 1/2

(4)

xi(2) = 1/6pi

(5)

xi(3) = (3zeta(3))/(2pi)

(6)

xi(4) = 1/(15)pi^2

(7)

xi(5) = (15zeta(5))/(2pi^2).

(8)

The xi function satisfies the functional equation

 xi(1-z)=xi(z)

(9)

(Edwards 2001, p. 16).

The xi-function has the Taylor series about 1/2 of

(10)

where

(11)

and

psi(x) = sum_(n=1)^(infty)e^(-n^2pix)

(12)

=

(13)

(Edwards 2001, p. 15), with theta_n(z,q) a Jacobi theta function. The coefficient a_0 has the simple analytic form

a_0 = -(Gamma(1/4)zeta(1/2))/(8pi^(1/4))

(14)

= 0.497120778...

(15)

(OEIS A114720).

As stated by Riemann (1859) and first rigorously proved by Hadamard (1893), the xi-function can be written as

(16)

where the product runs over the roots rho of xi(rho)=0 (Edwards 2001, pp. 17-21).

XiReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

The xi-function extended into the complex plane is illustrated above.

The function xi(z) is related to

 Xi(t)=xi(z),

(17)

where z=1/2+it (Gradshteyn and Ryzhik 2000, p. 1074; Edwards 2001, p. 16), which is the function originally considered and actually denoted xi(t) by Riemann (Edwards 2001, p. 16). This function can also be defined as

(18)

giving

(19)

The de Bruijn-Newman constant is defined in terms of the Xi(t) function.

Hardy (1914) proved that xi(1/2+it) has infinitely many real roots (Hardy's theorem), Hardy and Littlewood (1921) proves that the number of real roots between 0 and T is at least KT for some positive constant K and all sufficiently large T, and Selberg (1942) proved that this number is in fact at least KTlnT for some positive K and all large T(Edwards 2001, p. 19).

Coffey (2004) gives a number of formulas of derivatives of xi(s).

 


REFERENCES:

Borwein, J. M.; Bradley, D. M.; and Crandall, R. E. "Computational Strategies for the Riemann Zeta Function." J. Comput. Appl. Math. 121, 247-296, 2000.

Brent, R. P. "On the Zeros of the Riemann Zeta Function in the Critical Strip." Math. Comput. 33, 1361-1372, 1979.

Brent, R. P.; van de Lune, J.; te Riele, H. J. J.; and Winter, D. T. "On the Zeros of the Riemann Zeta Function in the Critical Strip. II." Math. Comput. 39, 681-688, 1982.

Coffey, M. W. "Relations and Positivity Results for Derivatives of the Riemann xi Function." J. Comput. Appl. Math. 166, 525-534, 2004.

Conrey, J. B. "The Riemann Hypothesis." Not. Amer. Math. Soc. 50, 341-353, 2003. http://www.ams.org/notices/200303/fea-conrey-web.pdf.

Edwards, H. M. "The Function xi(s)." §1.8 in Riemann's Zeta Function. New York: Dover, pp. 16-18, 2001.

Gradshteyn, I. S. and Ryzhik, I. M. Tables of Integrals, Series, and Products, corr. enl. 4th ed. San Diego, CA: Academic Press, 2000.

Hadamard, J. "Étude sur les propriétés des fonctions entières et en particulier d'une fonction considérée par Riemann." J. math. pures appl. 9, 171-215, 1893.

Hardy, G. H. "Sur les zéros de la fonction zeta(s) de Riemann." C. R. Acad. Sci. Paris 158, 1012-1014, 1914.

Hardy, G. H. Ramanujan: Twelve Lectures on Subjects Suggested by His Life and Work, 3rd ed. New York: Chelsea, 1999.

Hardy, G. H. and Littlewood, J. E. "The Zeros of Riemann's Zeta-Function on the Critical Line." Math. Z. 10, 283-317, 1921.

Havil, J. Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 202-203, 2003.

Keiper, J. B. "Power Series Expansions of Riemann's xi Function." Math. Comput. 58, 765-773, 1992.

Li, X.-J. "The Positivity of a Sequence of Numbers and the Riemann Hypothesis." J. Number Th. 65, 325-333, 1997.

Odlyzko, A. M. "The 10^(20)th Zero of the Riemann Zeta Function and 70 Million of Its Neighbors." Preprint.

Odlyzko, A. "Tables of Zeros of the Riemann Zeta Function." http://www.dtc.umn.edu/~odlyzko/zeta_tables/.

Riemann, G. F. B. "Über die Anzahl der Primzahlen unter einer gegebenen Grösse." Monatsber. Königl. Preuss. Akad. Wiss. Berlin, 671-680, Nov. 1859.

Reprinted in Das Kontinuum und Andere Monographen (Ed. H. Weyl). New York: Chelsea, 1972. Also reprinted in English translation in Edwards, H. M. Appendix. Riemann's Zeta Function. New York: Dover, pp. 299-305, 2001.

Selberg, A. "On the Zeros of Riemann's Zeta-Function." Skr. Norske Vid.-Akad. Oslo, No. 10, 1942.

Sloane, N. J. A. Sequences A002410, A058303, A072080, and A114720 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Titchmarsh, E. C. The Theory of the Riemann Zeta Function, 2nd ed. New York: Clarendon Press, 1987.

Wagon, S. "The Evidence: Where Are the Zeros of Zeta of s?" Math. Intel. 8, 57-62, 1986.

Wagon, S. Mathematica in Action. New York: W. H. Freeman, 1991.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي