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狄利克雷——等差数列素数定理

1837 | 狄利克雷代数·数论突破

gcd(a,q)=1 ⇒ 含无穷多素数 狄利克雷 L 函数(1837) 首个解析方法证明的算术定理 解析数论由此诞生
等差数列含无穷多素数

知识/定理

狄利克雷 1837:公差与首项互素的等差数列中含有无穷多个素数。

公式

$\gcd(a,q)=1$ ⇒ $\{a,a+q,a+2q,\dots\}$ 含无穷多素数。

证明思路

引入狄利克雷 L 函数 $L(s,\chi)=\sum_n\frac{\chi(n)}{n^s}$ 与特征 $\chi$,证其在 $s=1$ 处的行为推出素数无穷。

应用/例子

解析数论的范式;孪生素数、素数分布研究的模板。

意义/影响

首个以「解析」(L 函数)方法证明的算术定理,解析数论就此诞生。

所属:八 19世纪 | 难题证明状态 ↔ 数学难题编年