المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9764 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Prime Zeta Function  
  
1569   03:10 مساءً   date: 12-9-2019
Author : Cohen, H.
Book or Source : Advanced Topics in Computational Number Theory. New York: Springer-Verlag, 2000.
Page and Part : ...


Read More
Date: 17-9-2018 1593
Date: 17-9-2018 1895
Date: 27-4-2018 2654

Prime Zeta Function

PrimeZeta

The prime zeta function

 P(s)=sum_(p)1/(p^s),

(1)

where the sum is taken over primes is a generalization of the Riemann zeta function

 zeta(s)=sum_(k=1)^infty1/(k^s),

(2)

where the sum is over all positive integers. In other words, the prime zeta function P(s) is the Dirichlet generating function of the characteristic function of the primes p_nP(s) is illustrated above on positive the real axis, where the imaginary part is indicated in yellow and the real part in red. (The sign difference in the imaginary part compared to the plot appearing in Fröberg is presumably a result of the use of a different convention for ln(-1).)

Various terms and notations are used for this function. The term "prime zeta function" and notation P(s) were used by Fröberg (1968), whereas Cohen (2000) uses the notation S_s.

The series converges absolutely for sigma>1, where s=sigma+it, can be analytically continued to the strip 0<sigma<=1 (Fröberg 1968), but not beyond the line sigma=0 (Landau and Walfisz 1920, Fröberg 1968) due to the clustering of singular points along the imaginary axis arising from the nontrivial zeros of the Riemann zeta function on the critical line t=1/2.

As illustrated in the left figure above (where the real part is indicated in red and the imaginary part in yellow), the function has singular points along the real axis for s=1/k where k runs through all positive integers without a square factor. For s close to 1, P(s) has the expansion

 P(1+epsilon)=-lnepsilon+C+O(epsilon),

(3)

where epsilon>0 and

C = sum_(n=2)^(infty)(mu(n))/nlnzeta(n)

(4)

= -0.315718452...

(5)

(OEIS A143524), where mu(k) is the Möbius function and zeta(n) is the Riemann zeta function (Fröberg 1968).

PrimeZetaFunctionIm

The prime zeta function is plotted above for R[s]=1/2 and R[s]=1 (Fröberg 1968).

PrimeZetaReImPrimeZetaContours

The prime zeta function is illustrated above in the complex plane.

The prime zeta function can be expressed in terms of the Riemann zeta function by

ln[zeta(s)] = -sum_(p>=2)ln(1-p^(-s))

(6)

= sum_(p>=2)sum_(k=1)^(infty)(p^(-ks))/k

(7)

= sum_(k=1)^(infty)1/ksum_(p>=2)p^(-ks)

(8)

= sum_(k=1)^(infty)(P(ks))/k.

(9)

Inverting then gives

 P(s)=sum_(k=1)^infty(mu(k))/kln[zeta(ks)]

(10)

(Glaisher 1891, Fröberg 1968, Cohen 2000).

The prime zeta function is implemented in the Wolfram Language as PrimeZetaP[s].

The Dirichlet generating function of the composite numbers c_n is given by

sum_(n=1)^(infty)1/(c_n^s) = 1/(4^s)+1/(6^s)+1/(8^s)+1/(9^s)+...

(11)

= zeta(s)-1-P(s).

(12)

P(1), The analog of the harmonic series, diverges, but convergence of the series for n>1 is quadratic. However, dropping the initial term from the sum for P(1) (and adding the Euler-Mascheroni constant gamma to the result) gives simply the Mertens constant

B_1 = gamma+sum_(m=2)^(infty)(mu(m))/mln[zeta(m)]

(13)

= 0.2614972128...

(14)

(OEIS A077761).

Artin's constant C_(Artin) is connected with P(n) by

 lnC_(Artin)=-sum_(n=2)^infty((L_n-1)P(n))/n,

(15)

where L_n is a Lucas number (Ribenboim 1998, Gourdon and Sebah).

The values of P(n) for the first few integers n starting with two are given in the following table. Merrifield (1881) computed P(n) for n up to 35 to 15 digits, and Liénard (1948) computed P(n) up to n=167 to 50 digits (Ribenboim 1996). Gourdon and Sebah give values to 60 digits for 2<=n<=8.

n OEIS P(n)
2 A085548 0.452247
3 A085541 0.174763
4 A085964 0.0769931
5 A085965 0.035755
6 A085966 0.0170701
7 A085967 0.00828383
8 A085968 0.00406141
9 A085969 0.00200447
10   0.000993604

PrimeZetaRoots

According to Fröberg (1968), very little is known about the roots P(s). The plots above show the positions of zeros (left figure) and contours of zero real (red) and imaginary (blue) parts in a portion of the complex plane, with roots indicated as black dots (right figure).


REFERENCES:

Cohen, H. "High Precision Computation of Hardy-Littlewood Constants." Preprint. http://www.math.u-bordeaux.fr/~cohen/hardylw.dvi.

Cohen, H. Advanced Topics in Computational Number Theory. New York: Springer-Verlag, 2000.

Dahlquist, G. "On the Analytic Continuation of Eulerian Products." Arkiv för Math. 1, 533-554, 1951.

Davis, H. T. Tables of the Higher Mathematical Functions, Vol. 2. Bloomington, IN: Principia Press, p. 249, 1933.

Fröberg, C.-E. "On the Prime Zeta Function." BIT 8, 187-202, 1968.

Glaisher, J. W. L. "On the Sums of Inverse Powers of the Prime Numbers." Quart. J. Math. 25, 347-362, 1891.

Gourdon, X. and Sebah, P. "Some Constants from Number Theory." http://numbers.computation.free.fr/Constants/Miscellaneous/constantsNumTheory.html.

Hardy, G. H. and Wright, E. M. An Introduction to the Theory of Numbers, 5th ed. Oxford, England: Oxford University Press, pp. 355-356, 1979.

Haselgrove, C. B. and Miller, J. C. P. "Tables of the Riemann Zeta Function." Royal Society Mathematical Tables, Vol. 6. Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 58, 1960.

Landau, E. and Walfisz, A. "Über die Nichfortsetzbarkeit einiger durch Dirichletsche Reihen definierter Funktionen." Rend. Circ. Math. Palermo 44, 82-86, 1920.

Liénard, R. Tables fondamentales à 50 décimales des sommes S_nu_nSigma_n. Paris: Centre de Docum. Univ., 1948.

Merrifield, C. W. "The Sums of the Series of Reciprocals of the Prime Numbers and of Their Powers." Proc. Roy. Soc. London 33, 4-10, 1881.

Muñoz García, E. and Pérez Marco, R. "The Product Over All Primes is 4pi^2." Preprint IHES/M/03/34. May 2003. http://inc.web.ihes.fr/prepub/PREPRINTS/M03/Resu/resu-M03-34.html.

Muñoz García, E. and Pérez Marco, R. "The Product Over All Primes is 4pi^2." Commun. Math. Phys. 277, 69-81, 2008.

Ribenboim, P. The New Book of Prime Number Records. New York: Springer-Verlag, 1996.

Sloane, N. J. A. Sequences A077761, A085541, A085548, A085964, A085965, A085966, A085967, A085968, A085969, and A143524 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.