由于
ζ
(
1
)
=
∑
n
=
1
∞
1
n
=
∞
\zeta(1)=\sum_{n=1}^{\infty}{\frac{1}{n}}=\infty
ζ(1)=n=1∑∞n1=∞发散,
i
=
1
i
i=1i
i=1i ,所以有
ζ ( i ) = ∑ n = 1 ∞ 1 n i = ∞ \zeta(i)=\sum_{n=1}^{\infty}{\frac{1}{n^{i}}}=\infty ζ(i)=n=1∑∞ni1=∞
发散,所以 y y y 是实数时,
ζ ( y i ) = ∑ n = 1 ∞ 1 n y i = ∞ \zeta(yi)=\sum_{n=1}^{\infty}{\frac{1}{n^{yi}}}=\infty ζ(yi)=n=1∑∞nyi1=∞
发散, ( y ∈ R ) (y\in \mathbb{R}) (y∈R) ,所以
ζ ( x + i y ) = ∑ n = 1 ∞ 1 n x + i y = ∞ \zeta(x+iy)=\sum_{n=1}^{\infty}{\frac{1}{n^{x+iy}}}=\infty ζ(x+iy)=n=1∑∞nx+iy1=∞
发散! s = x + i y , ( x , y ∈ R , y ≠ 0 ) s=x+iy,(x,y\in \mathbb{R},y\ne0) s=x+iy,(x,y∈R,y=0)
当 y = 0 y=0 y=0 时, x ≤ 1 , ζ ( x ) = ∞ x\leq1 , \zeta(x)=\infty x≤1,ζ(x)=∞
我们来看看一般情况:令 s = x + i y , ( x , y ∈ R ) , s=x+iy,(x,y\in\mathbb{R}), s=x+iy,(x,y∈R), 1 n s = e − x ln n − i y ln n = cos ( y ln n ) − i sin ( y ln n ) n x \frac{1}{n^{s}}=e^{-x\ln n-iy\ln n}=\frac{\cos(y\ln n)-i\sin(y\ln n)}{n^{x}} ns1=e−xlnn−iylnn=nxcos(ylnn)−isin(ylnn)
ζ ( s ) = ζ ( x + i y ) = ∑ n = 1 ∞ cos ( y ln n ) − i sin ( y ln n ) n x \zeta(s)=\zeta(x+iy)=\sum_{n=1}^{\infty}{\frac{\cos(y\ln n)-i\sin(y\ln n)}{n^{x}}} ζ(s)=ζ(x+iy)=n=1∑∞nxcos(ylnn)−isin(ylnn)
当 x = 0 , y ∈ R x=0,y\in\mathbb{R} x=0,y∈R 时, s = i y , s=iy, s=iy, ζ ( i y ) = ∑ n = 1 ∞ cos ( y ln n ) − i ∑ n = 1 ∞ sin ( y ln n ) = ∞ \zeta(iy)=\sum_{n=1}^{\infty}{\cos(y\ln n)}-i\sum_{n=1}^{\infty}{\sin(y\ln n)}=\infty ζ(iy)=n=1∑∞cos(ylnn)−in=1∑∞sin(ylnn)=∞
当 x , y ∈ R , y ≠ 0 x,y\in \mathbb{R},y\ne0 x,y∈R,y=0 时, ζ ( x + i y ) = ∑ n = 1 ∞ cos ( y ln n ) n x − i ∑ n = 1 ∞ sin ( y ln n ) n x = ∞ \zeta(x+iy)=\sum_{n=1}^{\infty}{\frac{\cos(y\ln n)}{n^{x}}}-i\sum_{n=1}^{\infty}{\frac{\sin(y\ln n)}{n^{x}}}=\infty ζ(x+iy)=n=1∑∞nxcos(ylnn)−in=1∑∞nxsin(ylnn)=∞
其中, y ≠ 0 y\ne0 y=0 时,虚部总是发散,实部不用管它。
另:实部不能为 0 0 0,且实部与虚部不能同时为 0 0 0,即 sin θ \sin\theta sinθ与 cos θ \cos\theta cosθ不能同时为 0 0 0 ,所以 ζ ( x + i y ) ≠ 0 \zeta(x+iy)\ne0 ζ(x+iy)=0 ,即在复数域 ζ ( s ) \zeta(s) ζ(s) 没有零点!