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Fonction zêta

Posté par
tealc
02-07-06 à 22:19

Bonsoir à toutes et à tous.

Alors voilà, pendant que de nombreuses personnes passent leurs vacances à se reposer, se détendre, moi j'en profite pour écrire un "bouquin" (ou disons un gros rapport) sur la fonction zêta...;

Petit rappel : \zeta(s) = \displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty} {\frac{1}{n^s}}}  pour Re(s)>1.

Donc j'ouvre ce topic pour vous demander des liens, des démonstrations disons "élégantes" de certains résultats sur cette fonction... toute remarque sera intéressante!

Pour continuer, je précise que le niveau des résultats n'est pas "important" (j'ai un niveau M1 mais je peux faire des recherches en +)...

Enfin à ceux qui sont intéressés, je pourrais fournir ce que j'ai rédigé ou sur certains points seulement...

Voici les points où je cherche des éléments intéressants et élégants : équation fonctionnelle de la fonction zêta, prolongement analytique, calcul de \zeta(2p) pour p entier, irrationalité de \zeta(3)..;

J'admets que ce que je demande est vague et rien ne prouve que je n'ai pas travaillé dessus... mais ca fait déjà 5 ans que je suis intéréssé par cette fonction...

Merci d'avance et bonnes vacances à toutes et à tous!

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 02-07-06 à 23:07

Bonsoir.

>http://fr.wikipedia.org/wiki/Fonction_Zeta_de_Riemann

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 02-07-06 à 23:18

La fonction zêta...qu'est ce que c'est que cette invention encore!

Mais bon,tu es un master donc tu devrais pas avoir de problèmes.Bonne chance pour ton livre.

Posté par
stokastik
re : Fonction zêta 02-07-06 à 23:28


  Il y a des résultats à propos de la fonction zêta démontrés avec des probabilités. Je ne sais pas si ça t'intéresse.

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 08:43

merci fabuloso

> stokastik : si si ca m'intéresse! (en réalité tout m'intéresse!)

Posté par
stokastik
re : Fonction zêta 03-07-06 à 09:21


Je connais deux noms de mathématiciens qui ont bossé là-dessus : Igor Rivin et Marc Yor. Tu dois pouvoir trouver des trucs sur Google. Attention Marc Yor est un mathématicien doué à l'extrême, il est possible que les preuves qu'il écrit soient un peu succintes.

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 09:29

merci beaucoup stokastik, je vais essayer de chercher!

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 10:28

j'en profite pour mettre un lien sur mon travail (pour l'instant très réduit car il n'y a pratiquement rien...). Je mettrai à jour de temps en temps :

Posté par
stokastik
re : Fonction zêta 03-07-06 à 10:46
Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 10:52

merci pour le lien! j'aime bien ce genre de résultats! et il y en a plein d'autres!

Posté par
stokastik
re : Fonction zêta 03-07-06 à 10:56

L'article de Igor Rivin auquel je pensais est disponible sur ArXiv. Il y en a probablement d'autres. ArXiv :

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction zêta 03-07-06 à 11:05

Bonjour à tous

Je ne sais pas si ça a un lien direct avec la fonction zêta de Riemann mais le rayon de convergence de la série entière \Large{\bigsum \frac{B_{n}}{n!}} est égale à \Large{2\pi}.
En effet, comme les zéros de f sont les \Large{2k\pi} avec k entier relatif, alors f ne s'annule pas sur le disque ouvert de centre 0 et de rayon \Large{2\pi} et donc \Large{\frac{1}{f}} est holomorphe sur ce disque (donc développable en série entière) au voisinage de 0 avec un rayon de convergence supérieur ou égal à \Large{2\pi}.
S'il était strictement supérieur, \Large{\frac{1}{f}} serait continue en \Large{2i\pi} ce qui est absurde, d'où l'égalité.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction zêta 03-07-06 à 11:08

Ah, oui autre chose, tealc !
Je ne sais pas ce qu'est une fonction bien defnine ! (preuve de la proposition 1.2)

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 11:09

merci kaiser mais bon les coquilles j'ai l'habitude je vais changer ca... merci encore!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction zêta 03-07-06 à 11:13

Mais je t'en prie !
Je vais voir si je trouve d'autres choses intéressantes sur cette magnifique fonction zêta de Riemann ! (je suis un fan aussi ! )

Posté par
stokastik
re : Fonction zêta 03-07-06 à 11:39

Bizarre on ne trouve pas l'article de Rivin avec le lien d'ArXiv que je t'ai donné tout à l'heure. Le voici : . Il y a des propriétés asymptotiques de la fonction zêta démontrées.

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 11:43

merci stokastik! je ne suis pas un fan des probabilités mais ca m'a l'air intéressant... merci!

Posté par
stokastik
re : Fonction zêta 03-07-06 à 11:44


En fait cet article donne des équivalents de \sum_{k=2}^nC_n^k(-1)^k\zeta(k). Ce n'est peut-être guère passionnant comme résultats.

Posté par
fabuloso
fonction zêta 03-07-06 à 12:35

je ne sais pas si ça t'intéresse(tu as pourtant dit que tu rechershais des résultats sur l'équation fonctionnelle).

J'ai trouvé des informations qui concernent  la fonction zêta d'Hurwitz:

Équation fonctionnelle

L'équation fonctionnelle relie les valeurs de la fonction zeta sur le coté gauche -et droit- du plan complexe. Pour les nombres entiers 1\leq m \leq n\,,

    \zeta \left(1-s,\frac{m}{n} \right) = \frac{2\Gamma(s)}{ (2\pi n)^s } \sum_{k=1}^n \cos \left( \frac {\pi s} {2} -\frac {2\pi k m} {n} \right)\; \zeta \left( s,\frac {k}{n} \right)\,

reste valable pour toutes les valeurs de s.
[modifier]

Série de Taylor

La dérivée partielle de la fonction zeta est une suite de Sheffer :

    \frac {\partial} {\partial q} \zeta (s,q) = -s\zeta(s+1,q)\,

Ainsi, la série de Taylor peut être écrite comme suit :

    \zeta(s,x+y) = \sum_{k=0}^\infty \frac {y^k} {k!} \frac {\partial^k} {\partial x^k} \zeta (s,x) = \sum_{k=0}^\infty {s+k-1 \choose s-1} (-y)^k \zeta (s+k,x)\,

[modifier]
j'espère que sa te sera utile.
fabuloso

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 03-07-06 à 12:37

Mince!
J'aurai du faire aperçu,c'est illisible,excuse moi.

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 03-07-06 à 12:39

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 03-07-06 à 12:41

je suis HS mais j'ai juste une question:

pourquoi quand je clique sur aperçu,ça poste le message?

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 12:43

de fabuloso :
--------
je ne sais pas si ça t'intéresse(tu as pourtant dit que tu rechershais des résultats sur l'équation fonctionnelle).

J'ai trouvé des informations qui concernent  la fonction zêta d'Hurwitz:

Équation fonctionnelle

L'équation fonctionnelle relie les valeurs de la fonction zeta sur le coté gauche -et droit- du plan complexe. Pour les nombres entiers 1\leq m \leq n\,,

    \zeta \left(1-s,\frac{m}{n} \right) = \frac{2\Gamma(s)}{ (2\pi n)^s } \sum_{k=1}^n \cos \left( \frac {\pi s} {2} -\frac {2\pi k m} {n} \right)\; \zeta \left( s,\frac {k}{n} \right)\,

reste valable pour toutes les valeurs de s.

Série de Taylor

La dérivée partielle de la fonction zeta est une suite de Sheffer :

    \frac {\partial} {\partial q} \zeta (s,q) = -s\zeta(s+1,q)\,

Ainsi, la série de Taylor peut être écrite comme suit :

    \zeta(s,x+y) = \sum_{k=0}^\infty \frac {y^k} {k!} \frac {\partial^k} {\partial x^k} \zeta (s,x) = \sum_{k=0}^\infty {s+k-1 \choose s-1} (-y)^k \zeta (s+k,x)\,

--------
je reposte

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 12:44

et effectivement ca m'intéresse (même si je priviligie la fonction zêta de Riemann que celle d'Hurwitz) donc merci

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 03-07-06 à 12:45

Merci de reposter tealc et de rien pour l'info.

Posté par
Ksilver
re : Fonction zêta 03-07-06 à 21:52

Si quelqu'un a des info sur la facon de ce fait le lien entre l'hypothese de rieman et la repartition des nombres premier sa m'interesse moi !

sinon j'imagine que tu as deja vu sa mais :

http://abdellah.bechata.free.fr/telechargement/zeta/proprietes/pdf/fonction_zeta.pdf

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 03-07-06 à 21:57

oui j'ai déjà vu ksilver, mais merci quand même!

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 03-07-06 à 23:36

Bonsoir Ksilver!

\rm Le lien entre la fonction zeta et les nombres premiers avait deja ete etabli par Leonhard Euler 
 \\ avec la formule :
 \\ \zeta(s) \ = \ \prod_{p\in\mathcal{P}} \ \frac{1}{1-p^{-s}}
 \\ 
 \\ ou le produit infini est etendu a l'ensemble \mathcal P des nombres premiers. Cette relation est 
 \\ une consequence 
 \\ de la formule pour les suites geometriques et du theoreme fondamental de l'arithmetique.
Tu peux continuer tes recherches sur Wikipedia(c'ast très pratique).

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 03-07-06 à 23:37

Oups,ça dépasse!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction zêta 03-07-06 à 23:37

Plus maintenant !

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 03-07-06 à 23:40

Merci kaiser d'avoir modifier ce petit défaut.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Fonction zêta 03-07-06 à 23:40

Posté par
Ksilver
re : Fonction zêta 04-07-06 à 20:45

Merci fabuloso, mais c'est pas exactement de sa dont je parlais.


je connait cette relation, ce qui m'interesse c'est comment on l'utilise pour approcher ' Pi(x) ' et surtous comment on exploite l'hypothese de rieman (par exemple il m'avait semblé avoir lu que en admettant l'hypothese on pouvait demontré que le Teste de primalité de Miler etait deterministe)


tous ce que j'ai trouvé c'est une vague phrase sur Wiki qui dit qu'on utilise une integral de contour faisant intervenir ln(Zeta(z)) et donc que la repartition des zeros de zeta etaient important..

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 04-07-06 à 21:25

Bon moi,je suis juste en troisième donc je fais juste quelques recherches pour vous aider(même si je n'y pige rien).Donc si tu me parle de In(zêta(z)) ou de répartition des zéros de zêta...mais bon,je peux quand même t'aider.

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 04-07-06 à 21:39

Je crois avoir trouvé ce que tu cherche:

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 04-07-06 à 22:01

salut Ksilver! sur ce point j'ai déjà (tu peux t'en douter) pas mal de renseignements sur ca... je te conseille ce lien pour te renseigner!

Posté par
fabuloso
Fonction zêta 04-07-06 à 23:50

Ksilver,j'ai encore trouvé des informations concernant l'hypotèse de Riemann:

Posté par
Ksilver
re : Fonction zêta 06-07-06 à 13:39

Merci beaucoup tealc !

aurais tu des aussi des informations sur la facon dont on utilise l'hypothese de rieman et/ou l'hypothese de rieman Generalisé ?

sinon, j'ai bien deux trois truc sur le sujet, mais je ne pense pas avoir grand chose a t'apprendre ! (de toute facon, ma source principale etant google, je pense qu'on doit avoir lu grosso-modo les meme references !)
enfait je suis tres interesser par ton travaile !

Posté par
Ksilver
re : Fonction zêta 06-07-06 à 13:48

ah si !


tu dit chercher des informations sur le prolongement analytique,

ba le prorlongement analytique de zeta sur la bance 0<Re(z)<1 sa je sais faire :
(par l'intermediaire de la fonction Eta definit comme la somme des (-1)^(k+1)/k^z, qui elle est definit pour re(z)>0 (et qui sauf erreur ce prolonge en une fonction entière)

j'imagine que c'est a partir de la qu'on peut trouver l'equation fonctionel de Zeta (celle du prolongement ! ) etant donné que c'est une relation entre Zeta(z) et Zeta(1-z) il doit forcement falloir connaitre Zeta sur cette bande pour la determiner non, mais je n'ai pas trouvé de reference sur la facon precise dont s'effectue le prolongement au plan complet.


mais peut-etre qu'on peut l'obtenir en utilisant une des expression integrales de Zeta ?

du type (a verifier :S) : integrale de 0 a +oo de t^(z-1)/(1+exp(t)) = Eta(z)*Gamma(z) si Re(Z)>0 ...

Posté par AnthonyC (invité)re : Fonction zêta 06-07-06 à 15:47

Bonjour,

Si ca peut t interresser, je m etais interresse aux zeta impaires en son temps. Mon but etait de determiner une forme close d une ou plusieurs zeta impaires. J ai echoue en revanche, je suis tombe sur quelques approximations sympathiques :

Voici donc quelques approximations :

1/ Faisant intervenir le nombre d or phi
*****************************************

(2*zeta(7)) / (zeta(5)*zeta(3)*phi)
=
0.9999535365

on frole le 1 de peu.

2/ Faisant intervenir les racines cubiques
*******************************************

evalf(13^(1/3)*z3^(1/3));
                             2.500092782
on frole ici le 5/2

3/ En reunissant ces deux approximations
*****************************************

evalf(2*r3+(13*z3)^(1/3));
  4.49999985576


avec r3 = Zeta(7)/(Zeta(3)*Zeta(5)*cos(1/5*Pi))


Cordialement
Anthony

Posté par
Ksilver
re : Fonction zêta 07-07-06 à 15:26

et sinon, quelqu'un a des info sur les valeurs de Zeta' ?

de memoir on a Zeta'(0) =-ln(2*Pi) ou -ln(2*Pi)/2 (enfin a verifier aussi...)

mais je n'ai jammais trouve quoique se soit sur la facon dont ce calcule cette valeur ni meme qu'elle sont les valeurss pour lesquelle on peut exprimer Zeta'.

Posté par Chimomo (invité)re : Fonction zêta 07-07-06 à 19:08

Il y a bien plus que l'égalité d'Euler qui relie zeta et les nombres premiers. Il existe une fonction (que je n'ai plus en tête) dites fonction de Riemann R(m) qui approche Pi(m) (le nombre de nombre premiers avec m inférieurs à m)la correction à apporter pour obtenir exactement Pi(m) est \sum R(m^{x}) quand x parcours l'ensemble des zéros non triviaux de la fonction zeta.  

Posté par
Ksilver
re : Fonction zêta 07-07-06 à 19:38

exactement, et c'est la dessu que je cherche des infos (comment obtiens ton ce résultat en fait) !

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 07-07-06 à 20:40

re bonjour à tous!
chimomo, la fonction R en question ne serait elle pas le logarithme intégrale li ? j'ai lu un article de la recherche dans lequel ils donnaient la formule en question et je crois qu'il y avait du li...

Posté par Chimomo (invité)re : Fonction zêta 07-07-06 à 20:49

Elle fait intervenir li(m) mais elle est approche mieux que li, son expression exacte est : \displaystyle\sum_{n=1}^{\infty}\frac{\mu(n)}{n}li(m^{1/n})\mu est la fonction de Möbius

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 07-07-06 à 20:57

ah tiens? et tu aurais une référence précise à nous donner s'il te plait?

Posté par Chimomo (invité)re : Fonction zêta 07-07-06 à 21:28

Merveilleux nombres premiers de J-P Delahaye. C'est un très bon bouquin mais il n'y a rien de très poussé mathématiquement (il y a des formules mais pas beacoup de démos). Je n'ai pas de sources pour des documents vraiment mathématiques

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 14-07-06 à 16:03

je fais un petit histoire de...

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 14-07-06 à 16:04

(et au fait : merci à tous!! )

Posté par
tealc
re : Fonction zêta 20-07-06 à 09:56

Pour ceux que ca intéresse, ce lien est très intéressant (comme toujours avec wikipédia), quoique sans démonstration...

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