Une nouvelle forme de Zêta de Riemann

Bonjour.

On a pu récemment écrire $\zeta$ de Riemann sous une nouvelle forme plus simple. Une forme qui peut, je l'espère, ouvrir une nouvelle perspective vers la compréhension de cette fonction magique.

Mon but au début était de calculer $ \zeta (3) $, mais aujourd'hui avec cette formule je pense pouvoir essayer de prouver l'hypothèse de Riemann.

Désolé, je ne peux pas vous dévoiler la formule de manière exacte.
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Réponses

  • Voici la formule pour tout $z\in C-\{1\}$: $$\zeta(z)=h(z)+ \sum_{n=0}^{\infty} \frac{f_z^{(n)}(0)g_z^{(n)}(0)}{n!} \Big(\frac{1}{2} \Big)^n
    $$ Avec
    $h$ est une fonction élémentaire simple de variable complexe $z$ comme : $\quad h(z)=\dfrac{1}{z-1}.$
    $f_z(x)$ et $g_z(x)$ sont deux fonctions élémentaires simples de variable réelle $x$ et de paramètre $z$ comme : $$
    f_z(x)=\frac{e^x-1}{2^z}$$ et les dérivées nième de $f_z(x)$ et $g_z(x)$ sont par rapport à $x$ et non pas à $z$, comme $$ f_z^{'}(x)=\Big(\frac{e^x-1}{2^z}\Big)^{'}=\frac{e^x}{2^z}
    $$ Supposons qu'elle est correcte (moi j'en ai la preuve):
    * Donnez vos avis sur cette forme et ses avantages par rapport aux autres formes existantes.
    * Est-ce qu'il y a une chance de la rendre plus simple en calculant la somme de la série entière.

    Remarque importante : Cette forme converge et ne contient pas de reste.
  • Il n'est pas précisé le domaine de validité de la "formule" donnée ci-dessus. Où vit $z$?

    Il faut que cette formule puisse couvrir la "bande critique" c'est à dire qu'elle soit au moins valide pour $0<\Re(z)<1$.
  • Ce serait bien de donner la forme exacte de $f_{z}(x)$ et $g_{z}(x)$.
  • Elle est holomorphe sur tout le plan complexe sauf en 1 $(z\in C-\{1\})$, et ce pôle se manifeste dans la fonction simple $h$.

    Je l'ai utilisée pour calculer des valeurs dans tout le plan et je trouve les même valeurs que $\zeta$ d'origine.
  • Remarquez que si on enlève $g_z$ dans la série on obtient.
    $$\zeta(z)=h(z)+f_z\Big(\frac{1}{2} \Big)$$
    et si on enlève $f_z$ on obtient.
    $$\zeta(z)=h(z)+g_z\Big(\frac{1}{2} \Big)$$
  • Fin de partie: j'ai ajouté le domaine de la fonction dans le 2ème méssage comme tu as dis.
  • Formellement, le développement en série entière d'une fonction $F$, au point $a$,
    $\displaystyle F(z)=F(a)+\dfrac{F^{(1)}(a)}{1!}(x-a)+\dfrac{F^{(2)}(a)}{2!}(x-a)^2+...+\dfrac{F^{(n)}(a)}{n!}(x-a)^n+....$

    C'est pour répondre à:
    http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?43,1301635,1301889#msg-1301889
  • Bien vu:

    J'ai oublié de vous dire que pour tout $z$ le rayon de convergence de la série est 1. ce qui montre qu'elle converge en $\frac{1}{2}$.

    La série en question est le développement en série entière de la fonction $f_z$ (si on enlève $g_z$), au point 0, valable pour tout x de valeur absolue inférieure strictement à 1.
  • Détails supplémentaires:
    Les deux séries $\sum_{n=0}^{\infty} \frac{f_z^{(n)}(0)}{n!} x^n\quad\text{et}\quad \sum_{n=0}^{\infty} \frac{g_z^{(n)}(0)}{n!} x^n$ ont respectivement les rayons de cv $R_{f_z}=1$ et $R_{g_z}=\infty$
  • L2M a écrit:

    On a pu récemment écrire $\zeta$ de Riemann sous une nouvelle forme plus simple.

    Qui ça, "on" ?
    L2M a écrit:
    [...] avec cette formule je pense pouvoir essayer de prouver l'hypothèse de Riemann avec votre aide.


    Désolé, je ne peux pas vous dévoiler la formule de manière exacte.

    Donc en fait, tu veux qu'on t'aide, mais sans nous donner la formule...un peu comme si tu voulais qu'on t'aide à cuisiner un plat pour gagner 3 étoiles au Michelin, mais sans nous donner la liste des ingrédients, quoi...

    C'est plutôt risible, et laisse à penser que tu es un petit rigolo..

    Alors, désolé, sans la formule, je ne peux pas dévoiler ma preuve de RH (surtout qu'elle tient dans la marge).

    Encore un fil inutile qui va partir en vrille assez vite, je pense...
  • Bienvenue les critiques. vous-avez mis du temps.
  • Tu veux la vérité ? Tiens, la v'là : this is the truth, Scully!
  • Supposons qu'il existe une fonction $F_z$ telle que:
    $$F_z^{(n)}(0)= f_z^{(n)}(0)g_z^{(n)}(0) $$ alors
    $$\zeta(z)=h(z)+ F_z \Big(\frac{1}{2} \Big)$$
  • Une autre remarque, la série en haut ne converge pas assez vite pour nous permettre de montrer l’irrationalité de toutes les valeurs $\zeta(2k+1)$
  • Bonne nouvelle.

    Merci à Said Fubini et Joaopa.
    Grâce à eux j'ai pu transformer la série en haut en une intégrale puis j'ai transformé cette intégrale en une autre série qui a une vitesse de convergence très grande.
  • Bien. Quid de RH du coup ?
  • Merci à toi aussi Sylvain
  • Bientôt je publierai les résultats ici.
  • Je n'ai rien fait de spécial, je me suis même plutôt montré aigri...content que tu aies obtenu des résultats en tout cas ! Bonne soirée.
  • Pour tout $z\in C$ on considère la fonction $x \longrightarrow L_z(x)$ définie sur l'intervalle $]-1;1[$ par la série entière $L_z(x)=\sum_{n=0}^{\infty} \frac{a_n(z)}{n!}x^n$ de rayon de convergence $1$.

    Les coefficients $a_n(z)$ sont bien définies et dépendent de $z$ :

    On a alors pour tout $z\in C-\{1\}$: $$\zeta(z)=h(z)+ L_z\Big(\frac{1}{2} \Big) $$

    J'ai créé une procédure (Petit programme informatique) qui calcule $L_z\Big(\frac{1}{2} \Big)$ en calculant les coefficients $a_n(z)$
    mais ces coefficients sont en fonction des nombres de Bernoulli et ceci provoque un petit problème car le programme ne peut calculer que les 40 premiers coefficients. c-à-dire: $L_z\Big(\frac{1}{2} \Big) \sim \sum_{n=0}^{40} \frac{a_n(z)}{n!}\Big(\frac{1}{2} \Big)^n$
    Ceci me donne des valeurs très précises des $\zeta(z)$ pour $z$ proche de la droite des réels. Mais pour $\Im(z)>10$ je perd un peu de précision.

    Questions:
    - Quelle est la version du logiciel Maple qui peut calculer les nombres de Bernoulli jusqu'à 100.
    - Est ce que le fait d'écrire $\zeta$ comme somme de deux fonctions, une élémentaire simple $h$ et l'autre spéciale $L_z$ définie par une série entière est une chose importante qu'on peut publier et si oui, où peut on le publier sur internet de façon officielle.
  • J'ai corrigé une erreur dans mon dérnier message c'est $\Im(z)$ à la place de $\Re(z)$
  • $L_z(\frac{1}{2})$ n'a, à priori, absolument rien d'une série entière (considérée comme une fonction de $z$).


    Tu aurai pu directement considérer la série de fonctions $L(z) = \sum_{n=0}^\infty b_n(z)$, où $b_n(z) = \frac{a_n(z)}{2^n n!}$
  • Oui on peut la voir de cette façon. tout à fait d'accord.
    $$\zeta(z)=h(z)+ \sum_{n=0}^{\infty} \frac{a_n(z)}{2^n n!} $$
    Mais J'ai choisi cette écriture de série entière en $x=\frac{1}{2}$ à cause de la première formule dans le 2eme message.
  • C'est l'été les cerveaux crépitent les imaginations se débrident qui parviendra à prouver en premier l'hypothèse de Riemann, empochant ainsi la médaille Fields et le voyage dans la Lune que nous n'avons d'ailleurs pas promis? Balan mène d'une courte tête, magox est mûr mais L2M semble trés sûr.
  • - ça n'empêche pas d'essayer. Le minimum, apporter une toute petite et modeste nouvelle chose sur $\zeta$.
    - qu'est ce qu'il a dit magox?
    - T'es fort en Poésie.
  • - Magox a dit avoir résolu l'HR. puis proposa sa preuve. qui est fausse.
    - L2M a dit qu'il va tenter de le faire juste parce qu'il a une nouvelle écriture de $\zeta$.
    - Et Shah d'Ock veut que Shtam ferme ses portes.
  • Non non non pas du tout. L'hilarité n'implique aucune hostilité de ma part. Au contraire, j'apprécie au plus haut point la modestie de la démarche "j'ai trouvé une formule, je vais m'en servir pour essayer de prouver l'hypothèse de Riemann, mais désolé je ne peux pas vous la dire."
    Pour ton paragraphe sur la poésie, je ne sais pas s'il est ironique ou non, mais rendons à César (encore un qui parlait de lui à la troisième personne) ce qui est à César, à Rouxel ce qui est à Rouxel et aux Fabulous Trobadors ce qui est à eux.
  • Je viens juste de me procurer le nouveau Maple. Je vais reprogrammer cette $\zeta$ en code maple et voir ce que ça donne pour $\zeta(\frac{1}{2}+14.13472514173469379045725 i)$. ($\frac{1}{2}+14.13472514173469379045725 i $ est le premier zéro de $\zeta$).
    J'espère que ça sera une valeur très très proche de zéro. Cela me prouvera au moins de manière numérique que cette $\zeta$ ne contient pas d'erreur.
  • Ça te rassurera, plutôt que prouvera, non ?:-D
  • Bizarre, Qu'on j'écrivais mon avant dernier message, j'hésitais entre les 2 mots "rassurera" ou "prouvera" et j'ai choisi en fin de compte "prouvera numériquement" ce qui n'est pas une vraie preuve en maths. mais c'est rassurant. car j'ai la preuve théorique qui peut être fausse. mais les deux ça rassure encore plus.
  • Très bonne nouvelle. il est très fort ce Maple. Il peut calculer les 4000 premiers coefficients $a_n(z)$ de le fonction $L(Z)$ et même plus.
    Bientôt je vous enverrai $\zeta$ du premier zéro.
  • Problème technique:
    Je ne sais pas comment obliger Maple à ecrire $2^{1+i}$ sous sa forme algébrique $a+ib$.
    je tape $evalf \Big(2^{1+i}\Big)$ et $evalc \Big(2^{1+i}\Big)$ mais ça me donne toujours la forme $2^{1+i}$.

    qq1 y connait en Maple pour m'aider?
  • je viens de régler le problème avec des membre du forum Maths & Informatique: sur Maple il faut écrire $1+I$ et non pas $1+i$. il faut utiliser le $I$ Majuscule.
  • Je vous laisse apprécier ce beau résultat :
    Notons $z_0=\frac{1}{2}+14.13472514173469379045725 i$ le premier zéro de $\zeta$.

    $$n=46\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \zeta(z_0) \sim h(z_0)+ \sum_{n=0}^{46} \frac{a_n(z_0)}{2^n n!}=3.50349443885*10^{-9}-1.04453523522*10^{-9} I$$
    $$n=50\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \zeta(z_0) \sim h(z_0)+ \sum_{n=0}^{50} \frac{a_n(z_0)}{2^n n!}=1.6040718319*10^{-10}+1.7293230537*10^{-10} I$$
    $$n=100\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \zeta(z_0) \sim h(z_0)+ \sum_{n=0}^{100} \frac{a_n(z_0)}{2^n n!}=1.26*10^{-18}+2*10^{-20} I$$
    $$n=200\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \zeta(z_0) \sim h(z_0)+ \sum_{n=0}^{200} \frac{a_n(z_0)}{2^n n!}=1.26*10^{-18}+2*10^{-20} I$$
    et ça se stabilise sur cette valeur.

    Il reste à régler quelque problème techniques liés à Maple pour rendre les valeurs encore plus précise.
  • Pour faire de tels calculs très probablement PARI GP suffirait amplement. Logiciel open source et aucun risque de se chopper une s.....perie électronique en utilisant un logiciel commercial frelaté. B-)-
  • - Comment avoir ce PARI GP Fin de partie, merci.
    - C'est beau les maths surtout quand la théorie coïncide avec l'expérience informatique.
  • Bonne nuit,

    En tapant "PARI GP" dans Google.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Dans GP ¨PARI, il y a quelques trucs qui sont très utiles selon moi.

    sum(k=0,1000, ....) calcule la somme des mille premiers termes d'une suite.

    Pour choisir la précision, avant toute chose:
    \p 50
    (50 chiffres après la virgule par exemple)

    pour définir une fonction:

    Par exemple pour calculer la somme des n premiers termes des inverses des carrés:

    F(n)={sum(k=1,n,1/k^2)}

    Pour lancer cette fonction par exemple:
    F(1000).

    Si tu veux calculer la valeur approchée (à la précision définie par \p ) d'une intégrale.


    Par exemple,

    G=intnum(x=0,1,atan(x)/x)

    la variable G prendra la valeur de l'intégrale.


    Tu peux charger un fichier texte qui contient des calculs à effectuer, très utile quand tu ne veux pas tout retaper à chaque session.

    read("calculs.txt")

    Il faut que le fichier soit dans le répertoire racine où est installé ce programme
  • C'est vraiment sympa de ta part Fin de partie.

    Je vais l'essayer. Mais le seul truc qui m'inquiète c'est le plus grand nombre de Bernoulli que ce programme peut calculer. je préfère que ça soit entre $B(80)$ et $B(100)$.
  • Il y a deux fonctions disponibles qui permettent de calculer ces nombres.

    bernreal() donne une valeur décimale avec la précision sélectionnée par \p

    bernfrac(100) donne sous forme de fraction le 100 ème nombre de Bernoulli.

    On peut aller obtenir bernreal(1000) si on veut, c'est instantané.
  • Bonjour,

    PARI GP est parfait, il est très stable.

    Je vais vous envoyer les nouveaux résultats mais je n'arrive pas à copier les valeurs obtenues dans un fichier texte.

    Pourriez-vous me montrer comment. merci.
  • write("toto.txt",%8) va copier le résultat %8 dans le fichier texte toto.txt
  • Ce fichier toto.txt est ce que je dois le créer dans le répertoire racine (où est installé ce programme) ou il se crée automatiquement?
  • Il se crée automatiquement.
  • La problème c'est que je dois l'ouvrir pour copier son contenu mais je ne trouve pas dans le répertoire racine.
  • Si ce fichier existe déjà, ce que tu y écris sera ajouté (si tu ne mets pas de séparation, ce sera ajouté à la fin du fichier existant).
  • Il est dans le répertoire d'installation de Pari normalement.
    Ou fais une recherche dans ce répertoire.
  • Le fichier est dans le répertoire par défault. Sur Macintosh c'est le répertoire dans lequel on a exécuté la commande UNIX gp dans le Terminal.
    Sur Window, je ne sais pas... Si on ne trouve pas le fichier créé, il faut faire une recherche de fichier.
  • Je vois où est le problème: il faut retirer l'application du répertoire "C:\Program Files" car l'accès est refusé.
    Maintenant tout est bon .
  • Soit $z_0$ le premier zéro de $\zeta$.

    - Avec default(realprecision,200), $\zeta$ interne de GP/PARI donne:

    $zeta(z_0)=2.4734990233762847485336249132536170872124414915324844773946202786242981283762625043141 \ \ \ E-25$
    $ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ -1.553717564033456544465939832982955878146565112077412312766264580955671332233494691937 \ \ \ \ \ E-24*I$


    - Avec default(realprecision,200), et le nombre de termes de la série est $200$, $\zeta$ de la nouvelle formule donne :

    $\zeta(z_0) \sim h(z_0)+ \sum_{n=0}^{200} \frac{a_n(z_0)}{2^n n!}$
    $ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ =2.47349902337628474853362491325414225371745361097522308654211908954982232387867171341058 \ \ \ E-25$
    $ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ -1.55371756403345654446593983298286709546740086297514882043379051716044525682524834191188 \ \ \ \ \ E-24*I $

    et pour augmenter la précision je dois à la fois augmenter le nombre de termes et la précision "realprecision". Merci.
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