關(guān)于所有正整數(shù)之積的不完全嚴謹證明

在文章的開始,我會先寫明這個荒誕的結(jié)論:

并且我要先說明:這個結(jié)論是錯誤的,至少在正常的認知里是錯的。
但是我們卻可以證明它
首先我們需要兩個預(yù)備的結(jié)論:
第一條:所有奇數(shù)的平方之積與所有偶數(shù)的平方之積比值為2/π
證明如下:
首先先把sinx寫為無限個式子相乘的形式

如果你不太清楚這個式子是怎么來的,你可以看一下這個視頻:

當然這也是證明巴塞爾問題必要的一個式子,但是我們今天的目標不是巴塞爾問題。
現(xiàn)在代入π/2:

我們便得到了這個結(jié)論。
第二條:將ζ(s)解析延拓為關(guān)于η(s)的表達式
ζ函數(shù)的定義域為Re(s)>1,我們可以將ζ函數(shù)解析延拓為關(guān)于η函數(shù)的表達式:
ζ函數(shù):

η函數(shù)

我們對這兩個式子做如下變換:

很容易得到:

這樣原先定義域為Re(s)>1的ζ函數(shù)定義域就擴大為Re(s)>0了。

證明:
有了這兩個預(yù)備知識,我們現(xiàn)在就可以開始進行證明了。
對于ζ(s)我們可以進一步進行解析延拓,將其延拓為Re(s)≠1.
這看起來很難,但是好在偉大的復(fù)分析之父黎曼已經(jīng)幫我們找到了解析延拓ζ函數(shù)的方法:
它是關(guān)于一條路徑C的復(fù)變函數(shù)積分。

路徑C可以表述為包含0但不包含被積函數(shù)其他奇點的區(qū)域內(nèi)從正無窮到正無窮正向進行
即為

下面為解析延拓ζ函數(shù)的過程(部分步驟從略)

如果你想知道更詳細的過程,可以看以下兩個視頻:


那么現(xiàn)在我們就可以進行下一步了。
在進行下一步之前,我們也可以先把-1代入試試:
根據(jù)留數(shù)定理有:

這就是說:“所有自然數(shù)”的“和”為-1/12,正是曾經(jīng)很火的一個等式。
回歸正題,我們將0代入解析延拓后的ζ函數(shù),有:

這里我們就求出了ζ(0)=-1/2.
代入η(s):

我們很容易得到η(0)=1/2

題外話,上面結(jié)論似乎表明了:


回歸到ζ函數(shù)與η函數(shù)的關(guān)系:
對于級數(shù)形式的η函數(shù),應(yīng)用求導(dǎo)法則,以及上面預(yù)備知識第一條,我們可以得到:

對于級數(shù)形式的ζ函數(shù),根據(jù)求導(dǎo)法則,我們可以得到:

對于以η函數(shù)表達的ζ函數(shù)形式,應(yīng)用求導(dǎo)法則有:

通過對比以上兩個式子中ζ函數(shù)在0處的導(dǎo)數(shù)值,我們可以得到:

至此,我們也成功證明了所有正整數(shù)之積為根號2π.

結(jié)語:
上面的結(jié)論都是錯誤的,但并不是完全錯誤(在某些地方有意義)。只是在閑暇時嘗試證明出來的東西。
至于全站的話,很多人都在炒作“所有自然數(shù)之和為-1/12”,但是指出這個結(jié)論的人就少了很多,因此就寫了這個專欄。
如有錯誤,請指出(因為我復(fù)變論也并不是很精通,黎曼的論文現(xiàn)在都沒完全看懂)