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authorNicolas Tobler <nicolas.tobler@ost.ch>2022-08-14 15:40:49 +0200
committerNicolas Tobler <nicolas.tobler@ost.ch>2022-08-14 15:40:49 +0200
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-rw-r--r--buch/papers/zeta/einleitung.tex32
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index 3b70531..828678d 100644
--- a/buch/papers/zeta/einleitung.tex
+++ b/buch/papers/zeta/einleitung.tex
@@ -1,11 +1,41 @@
\section{Einleitung} \label{zeta:section:einleitung}
\rhead{Einleitung}
-Die Riemannsche Zetafunktion ist für alle komplexe $s$ mit $\Re(s) > 1$ definiert als
+Die Riemannsche Zetafunktion $\zeta(s)$ ist für alle komplexe $s$ mit $\Re(s) > 1$ definiert als
\begin{equation}\label{zeta:equation1}
\zeta(s)
=
\sum_{n=1}^{\infty}
\frac{1}{n^s}.
\end{equation}
+Die Zetafunktion ist bekannt als Bestandteil der Riemannschen Vermutung, welche besagt das alle nichttrivialen Nullstellen der Zetafunktion einen Realteil von $\frac{1}{2}$ haben.
+Mithilfe dieser Vermutung kann eine gute Annäherung an die Primzahlfunktion gefunden werden.
+Die Primzahlfunktion steigt immer an, sobald eine Primzahl vorkommt.
+Eine Darstellung davon ist in Abbildung \ref{fig:zeta:primzahlfunktion} zu finden.
+Die Riemannsche Vermutung ist eines der ungelösten Millennium-Probleme der Mathematik, auf deren Lösung eine Belohnung von einer Million Dollar ausgesetzt ist \cite{zeta:online:millennium}.
+Auf eine genauere Beschreibung der Riemannschen Vermutung wird im Rahmen dieses Papers nicht eingegangen.
+\begin{figure}
+ \centering
+ \input{papers/zeta/images/primzahlfunktion2.tex}
+ \caption{Die Primzahlfunktion von $0$ bis $30$.}
+ \label{fig:zeta:primzahlfunktion}
+\end{figure}
+Der grundlegende Zusammenhang der Primzahlen und der Zetafunktion wird im ersten Abschnitt \ref{zeta:section:eulerprodukt} über das Eulerprodukt gezeigt.
+Danach folgt die Verbindung zur bereits bekannten Gammafunktion in Abschnitt \ref{zeta:section:zusammenhang_mit_gammafunktion}.
+Schlussendlich folgt die Beschreibung der analytischen Fortsetzung die gesamte komplexe Ebene in Abschnitt \ref{zeta:section:analytische_fortsetzung}.
+
+Diese analytische Fortsetzung wird für die Riemannsche Vermutung benötigt, ermöglicht aber auch andere interessante Aussagen.
+So findet sich zum Beispiel immer wieder die aberwitzige Behauptung, das die Summe aller natürlichen Zahlen
+\begin{equation*}
+ \sum_{n=1}^{\infty} n
+ =
+ \sum_{n=1}^{\infty}
+ \frac{1}{n^{-1}}
+ =
+ -\frac{1}{12}
+\end{equation*}
+sei.
+Obwohl diese Behauptung offensichtlich falsch ist, hat sie doch ihre Berechtigung, wie durch die analytische Fortsetzung gezeigt werden wird.
+
+Die folgenden mathematischen Herleitungen sind, sofern nicht anders gekennzeichnet, eigene Darstellungen basierend auf den überaus umfangreichen Wikipedia-Artikeln auf Deutsch \cite{zeta:online:wiki_de} und Englisch \cite{zeta:online:wiki_en} sowie einer Video-Playlist \cite{zeta:online:mryoumath}.