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
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Mertens Theorem  
  
1275   03:41 مساءً   date: 17-3-2020
Author : Hardy, G. H. and Wright, E. M
Book or Source : An Introduction to the Theory of Numbers, 5th ed. Oxford, England: Oxford University Press
Page and Part : ...


Read More
Date: 14-11-2020 798
Date: 24-5-2020 777
Date: 24-12-2019 1823

Mertens Theorem

MertensTheorem

Consider the Euler product

 zeta(s)=product_(k=1)^infty1/(1-1/(p_k^s)),

(1)

where zeta(s) is the Riemann zeta function and p_k is the kth prime. zeta(1)=infty, but taking the finite product up to k=n, premultiplying by a factor 1/lnp_n, and letting n->infty gives

lim_(n->infty)1/(lnp_n)product_(k=1)^(n)1/(1-1/(p_k)) = e^gamma

(2)

= 1.781072...,

(3)

where gamma is the Euler-Mascheroni constant (Havil 2003, p. 173). This amazing result is known as the Mertens theorem.

At least for n<5.76×10^6, the sequence of finite products approaches e^gamma strictly from above (Rosser and Schoenfeld 1962). However, it is highly likely that the finite product is less than its limiting value for infinitely many values of n, which is usually the case for any such inequality due to the presence of zeros of zeta(s) on the critical line R[s]=1/2. An example is Littlewood's famous proof that the sense of the inequality pi(n)<lin, where pi(n) is the prime counting function and lin is the logarithmic integral, reverses infinitely often. While Rosser and Schoenfeld (1962) suggest that "perhaps one can extend [this] result to show that [the Mertens inequality] fails for large x; we have not investigated the matter," a full proof of the reversal of the inequality for terms in the Mertens theorem does not seem to appear anywhere in the published literature.

MertensTheoremPlus

A closely related result is obtained by noting that

 1+1/(p_k)=(1-1/(p_k^2))/(1-1/(p_k)).

(4)

Considering the variation of (3) with the + sign changed to a - sign and the lnp_n moved from the denominator to the numerator then gives

lim_(n->infty)lnp_nproduct_(k=1)^n1/(1+1/(p_k)) = lim_(n->infty)lnp_nproduct_(k=1)^n(1/(1-1/(p_k^2)))/(1/(1-1/(p_k)))

(5)

= (product_(k=1)^infty1/(1-1/(p_k^2)))/(lim_(n->infty)1/(lnp_n)product_(k=1)^n1/(1-1/(p_k)))

(6)

= (zeta(2))/(e^gamma)

(7)

= (pi^2)/(6e^gamma)

(8)

= 0.923563....

(9)

The sequence of finite products approaches its limiting value strictly from below for the same range as for the Mertens theorem, since this inequality from below is a consequence of the Mertens inequality from above.

Edwards (2001, pp. 5-6) remarks, "For the first 30 years after Riemann's [1859] paper was published, there was virtually no progress in the field [of prime number asymptotics]," adding as a footnote, "A major exception to this statement was Mertens's Theorem of 1874...." (The celebrated prime number theorem was not proved until 1896.)


REFERENCES:

Edwards, H. M. Riemann's Zeta Function. New York: Dover, 2001.

Hardy, G. H. and Wright, E. M. An Introduction to the Theory of Numbers, 5th ed. Oxford, England: Oxford University Press, p. 351, 1979.

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

Mertens, F. "Ein Beitrag zur analytischen Zahlentheorie." J. reine angew. Math. 78, 46-62, 1874.

Riesel, H. Prime Numbers and Computer Methods for Factorization, 2nd ed. Boston, MA: Birkhäuser, pp. 66-67, 1994.

Rosser, J. B. and Schoenfeld, L. "Approximate Formulas for Some Functions of Prime Numbers." Ill. J. Math. 6, 64-94, 1962.




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.