L-функция Дирихле

L-функция Дирихле <math>L_{\chi}(s)</math> — комплексная функция, заданная при <math>\operatorname{Re}\,s>0</math> (при <math>\operatorname{Re}\,s>1</math> в случае главного характера) формулой

<math>L_{\chi}(s)=\sum_{n=1}^{\infty}\frac{\chi(n)}{n^s}</math>,

где <math>\chi(n)</math> — некоторый числовой характер (по модулю k). <math>L</math>-функции Дирихле были введены для доказательства теоремы Дирихле о простых числах в арифметической прогрессии, центральным моментом которого является доказательство неравенства <math>L_\chi(1)\neq 0</math> для неглавных характеров.

Произведение Эйлера для L-функций Дирихле

В силу мультипликативности числового характера <math>\chi</math> <math>L</math>-функция Дирихле представима в области <math>\operatorname{Re}\,s>1</math> в виде эйлерова произведения по простым числам:

<math>L_{\chi}(s)=\prod_{p}\left(1-\frac{\chi(p)}{p^s}\right)^{-1}</math>.

Эта формула обусловливает многочисленные применения <math>L</math>-функций в теории простых чисел.

Связь с дзета-функцией

<math>L</math>-функция Дирихле, соответствующая главному характеру по модулю k, связана с дзета-функцией Римана <math>\zeta(s)</math> формулой

<math>L_{\chi_0}(s)=\zeta(s)\prod_{p|k}\left(1-\frac{1}{p^s}\right)</math>.

Эта формула позволяет доопределить <math>L_{\chi_0}(s)</math> для области <math>Re(s)>0</math> c простым полюсом в точке <math>s=1</math>.

См. также

• Ряд Дирихле

Литература

• Галочкин А. И., Нестеренко Ю. В., Шидловский А. Б. Введение в теорию чисел. — М.: Изд-во Московского университета, 1984.
• Карацуба А. А. Основы аналитической теории чисел. — 3-е изд. — М.: УРСС, 2004.

Отрывок, характеризующий L-функция Дирихле

Соня, как бы не веря своим ушам, смотрела во все глаза на Наташу.
– А Болконский? – сказала она.
– Ах, Соня, ах коли бы ты могла знать, как я счастлива! – сказала Наташа. – Ты не знаешь, что такое любовь…
– Но, Наташа, неужели то всё кончено?
Наташа большими, открытыми глазами смотрела на Соню, как будто не понимая ее вопроса.
– Что ж, ты отказываешь князю Андрею? – сказала Соня.
– Ах, ты ничего не понимаешь, ты не говори глупости, ты слушай, – с мгновенной досадой сказала Наташа.
– Нет, я не могу этому верить, – повторила Соня. – Я не понимаю. Как же ты год целый любила одного человека и вдруг… Ведь ты только три раза видела его. Наташа, я тебе не верю, ты шалишь. В три дня забыть всё и так…
– Три дня, – сказала Наташа. – Мне кажется, я сто лет люблю его. Мне кажется, что я никого никогда не любила прежде его. Ты этого не можешь понять. Соня, постой, садись тут. – Наташа обняла и поцеловала ее.
– Мне говорили, что это бывает и ты верно слышала, но я теперь только испытала эту любовь. Это не то, что прежде. Как только я увидала его, я почувствовала, что он мой властелин, и я раба его, и что я не могу не любить его. Да, раба! Что он мне велит, то я и сделаю. Ты не понимаешь этого. Что ж мне делать? Что ж мне делать, Соня? – говорила Наташа с счастливым и испуганным лицом.
– Но ты подумай, что ты делаешь, – говорила Соня, – я не могу этого так оставить. Эти тайные письма… Как ты могла его допустить до этого? – говорила она с ужасом и с отвращением, которое она с трудом скрывала.
– Я тебе говорила, – отвечала Наташа, – что у меня нет воли, как ты не понимаешь этого: я его люблю!
– Так я не допущу до этого, я расскажу, – с прорвавшимися слезами вскрикнула Соня.