解析数论

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  解析数论英语:analytic number theory),数论中以分析方法作为研究工具的一个分支。分析方法在数论中的应用可以追溯到18世纪L.欧拉的时代。欧拉证明了,对实变数s>1有恒等式解析数论.jpg(式中p取遍所有素数)成立,并且由此推出素数有无穷多个。欧拉恒等式是数论中最主要的定理之一。随后P.G.L.狄利克雷创立了研究数论问题的两个重要工具,即狄利克雷(剩余)特征标与狄利克雷L函数,奠定了解析数论的基础。

  令π(x)表示不超过.x的素数的个数,关于π(x)的研究是素数论的中心问题,黎曼在数论中引入复变函数z(s),称为黎曼z函数(见数论),他对这个函数作了深入的研究,得到了许多重要结果。特别是,他建立了一个与z(s)的零点有关的表示π(x)的公式,因此研究素数分布问题的关键在于研究z(s)的性质特别是它的零点的性质。这样,黎曼开创了解析数论的一个新时期。黎曼提出一个猜想:z(s)的所有复零点都在直线Res=1/2上,这就是所谓黎曼猜想。它是尚未解决的最著名的数学问题之一。

  1896年,J.阿达马C.J.dela瓦莱-普桑用解析方法同时并且相互独立地证明了素数定理即当x→∞时,π(x)~.x/lnx,从此解析数论开始得到迅速发展。1949年,A.塞尔伯格P.爱尔特希分别给出了对于素数定理的一个十分初等的分析证明,当然它是很复杂的。

  解析数论起源于素数分布哥德巴赫猜想华林问题以及格点问题的研究、解析数论的方法主要有复变积分法、圆法、筛法、指数和方法、特征和方法、密率等。

参见