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Gram 級數


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Gram 級數是 素數計數函式 的一種近似,由下式給出

 G(x)=1+sum_(k=1)^infty((lnx)^k)/(kk!zeta(k+1)),
(1)

其中 zeta(z)黎曼 zeta 函式(Hardy 1999,第 24 頁)。對於 x<10^9,這種近似比 Li(x) 好 10 倍,但 Littlewood 證明它在無限多次情況下更差(Ingham 1990)。

GramSeriesRiemannComparison

Gram 級數等價於 黎曼素數計數函式(Hardy 1999,第 24-25 頁)

 R(x)=sum_(n=1)^infty(mu(n))/nli(x^(1/n))
(2)

其中 li(x)對數積分mu(n)莫比烏斯函式(Hardy 1999,第 16 和 23 頁;Borweinet al. 2000),但在數值計算中更容易處理。例如,上面的圖顯示了差值 G(x)-R(x),其中 R(x) 是使用 Wolfram 語言的內建NSum命令(黑色)計算的,並使用前 10^1(藍色)、10^2(綠色)、10^3(黃色)、10^4(橙色)和 10^5(紅色)點近似。

拉馬努金提出的一個相關級數是

G^*(x)=4/pisum_(k=1)^(infty)((-1)^(k-1)k)/(B_(2k)(2k-1))((lnx)/(2pi))^(2k-1)
(3)
=sum_(k=1)^(infty)((lnx)^k)/(kk!zeta(k+1))
(4)
=2sum_(k=1)^(infty)(ln^(2k-1)x)/((2k-1)(2k-1)!zeta(2k))
(5)
=8sum_(k=1)^(infty)((-1)^(k-1)kln^(2k-1)x)/((2k-1)(2pi)^(2k)B_(2k))
(6)

(Berndt 1994,第 124 頁;Hardy 1999,第 23 頁),其中 B_(2k)伯努利數。拉馬努金也發現的積分模擬是

 J(x)=int_0^infty((lnx)^tdt)/(tGamma(t+1)zeta(t+1))
(7)

(Berndt 1994,第 129 頁;Hardy 1999,第 23 頁)。


另請參閱

黎曼素數計數函式

使用 探索

參考文獻

Berndt, B. C. Ramanujan's Notebooks, Part IV. 紐約:Springer-Verlag,1994 年。Borwein, J. M.; Bradley, D. M.; 和 Crandall, R. E. "Computational Strategies for the Riemann Zeta Function." J. Comput. Appl. Math. 121, 247-296, 2000.Gram, J. P. "Undersøgelser angaaende Maengden af Primtal under en given Graeense." K. Videnskab. Selsk. Skr. 2, 183-308, 1884.Hardy, G. H. Ramanujan: Twelve Lectures on Subjects Suggested by His Life and Work, 3rd ed. 紐約:Chelsea,1999 年。Ingham, A. E. Ch. 5 in The Distribution of Prime Numbers. 紐約:Cambridge University Press,1990 年。Ribenboim, P. The New Book of Prime Number Records. 紐約:Springer-Verlag,第 225 頁,1996 年。Vardi, I. Computational Recreations in Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley,第 74 頁,1991 年。

在 上引用

Gram 級數

請引用為

Weisstein,Eric W. “Gram 級數”。來自 Web 資源。https://mathworld.tw/GramSeries.html

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