Ringe ohne eindeutige Primfaktorzerlegung

Wäre schön, wenn da einer mehr Ahnung hätte als ich; es geht mir dabei va um den sog. „Fundamenmtalsatz der Algebra“, bzw um Erkenntnisse über die Natur der sog. „komplexen Zahlen“.

Meine Vorstellung von einem „noien Fundamentalsatz“ lautete etwa: „Jedes gradgradige polynom läßt sich in lauter quadratische (Prim)Polynome zerlegen.“ Wenn nun allerdings schon ein sog. „lieares Polynom“ auftrit, dann auch gleich zwei (gradgradig), und die sämtlich vorhandenen linearen Polynome lassen sich ja verschieden zu quadratischen (n!) kombinieren.
Simples Beispiel für nen Ring ohne eindeutige Primfaktorzerlegung ist der der geraden Zahlen, bzw. alle Ideale in |N. 60 = 6*10 und = 2*30, und beide Lösg nicht weiter gradzahlig zerlegbar.

Ringerweiterungen
Die Eindeutigkeit der Zerlegbarkeit wird oft durch Erweiterungen von Ringen aufgehoben, so etwa dieses der ganzen Zahlen um einzelne Wurzeln wie sqrt(3) mit dann
(sqrt(3)+1)*(sqrt(3)-1) = 8 = 2^3

Gruß
Gerald

Hallo Gerald!
Danke für deinen Hinweis. War mit tatsächlich noch nicht so geläufig. Da gibt die Adjunktion von i*SqRt[2] zb ja auch etwas mehr Licht auf die Natur von |C, was?
Meine Frage ist aber weniger die Konstruierbarkeit von Ringen ohne ZPE noch die Natur der komplexen „Zahlen“, sondern mehr die „Egalisierung“ der Ringe ohne ZPE als „Defekt“.
Auf Anfrage bei Prof. Zagier (Uni Bonn, Autor von „Zetafunktionen und quadratische Körper“) wegen meines Bestrebens der Umformulierung des Fundamentalsatzes der Algebra (mit dem Ziel der Noibewertung der komplexen „Zahlen“) in: „alle gradgradigen Polynome (über |R) lassen sich in rein quadratische Polynome zerlegen“ wandte er (zu recht) ein: „Aber dann ist ja die Zerlegung nicht mehr eindeutig“ (nämlich bei Vorhandensein von linearen Primfaktoren, also nicht nur in über |R irreduziblen quadratischen wie zb x^2+2x+5.
Klar läßt sich eine eindeutige ZPE nicht wiederherstellen, es geht mir darum, Erfahrungen im Umgang damit zu sammeln, um eventuelle noie Instrumente zu entwickeln.
Beipiel für die Komplexität des Problems ist die eindeutige Zerlegung von x^4 + 1 in (x^2 - x*SqRt[2] + 1)*(x^2 + x*SqRt[2] + 1) und die Zerlegung von
X^4 - 2x^2 + 1 in sowohl (x^2 - 1)*(x^2 - 1) = {(x+1)*(x-1)}^2 als auch in
(x^2 + 2x + 1)*(x^2 - 2x + 1) = (x+1)^2*(x-1)^2.
Mein Beispiel des Rings der geraden natürlichen Zahlen war auch nur ein Beispiel zur Veranschaulichung des Problems.
Es geht (mir) letzten Endes va um die Natur der komplexen „Zahlen“, an erster Stelle von „i“ selbst, dessen Bewertung als „Abwendung“ ohne glz „Zuwendung“ zu sein (also sone Art „Wechkuken zur Seite“, dessen Doppelausführung erst „nach hintan“ weist) zb schon die Herleitung der sog „Eulerschen Formel“ e^[i\*x] = cosx + i*sinx (die üblicherweise durch Reihen-Koeffizientenvergleich bewiesen wird) mittels infinitesimaler multiplikativer „Abwendung“ zu ner Art „Oberschüleraufgabe“ macht.
„Zahlen“ ist der falsche Begriff für komplexe (genauso aber wie reelle) Ausdrücke, denn sie „zählen“ ja nicht, sie messen höchstens, bzw, man mißt mit ihnen. Natürlich ist dennoch der Begriff „Körper“ (für |R und |C) mAn korrekt, denn Körper befaßen sich ja nicht ausschließlich mit „Zahlen“.
Und ebenso natürlich sind komplexe Zerlegungen, v.a. wegen ihrer Rolle in der Zahlentheorie und Gammafunktion, notwendige und nützliche Hilfsgrößen.
Falls du dich ebenfalls mit Primzahlen beschäftichst, was sacht dir die Tatsache, daß das harmonische Mittel aller (natürlichen) Zahlen bis n sich mit wachsendem n der Anzahl der Primzahlen bis n nähert? Denn pi(n) = n/ln(n) = n/Summe(1/m), m von 1 bis n, = harm. Mittel.
Ich kämpfe allerdings auch mit einem Ruf, „rechthaberischer Korinthenkacker“ zu sein.
(siehe dazu auch meine Beiträge im Forum zur „Relativitätstheorie“.)
Viele herzliche Grüße,
Manni.

ZPE und IC als algebraischer Abschluss von Z und R

Wäre schön, wenn da einer mehr Ahnung hätte als ich; es geht
mir dabei va um den sog. „Fundamenmtalsatz der Algebra“, bzw
um Erkenntnisse über die Natur der sog. „komplexen Zahlen“.

Die komplexen Zahlen schließen den Körper der rationalen und den der reellen Zahlen ab. Dies bedeutet, dass erst durch die Erweiterung auf den Körper der komplexen Zahlen jedes Polynom voll zerlegbar ist.

Meine Vorstellung von einem „noien Fundamentalsatz“ lautete
etwa: „Jedes gradgradige polynom läßt sich in lauter
quadratische (Prim)Polynome zerlegen.“ Wenn nun allerdings
schon ein sog. „lieares Polynom“ auftrit, dann auch gleich
zwei (gradgradig), und die sämtlich vorhandenen linearen
Polynome lassen sich ja verschieden zu quadratischen (n!)
kombinieren.

Dies gilt nicht mehr wenn als Polynomkoeffizienten auch komplexe Zahlen zugelassen werden. Ansonsten gibt es den Begriff des Minimalpolynoms, der solche charakterisiert, die unter den gegebenen Bedingungen nicht mehr weiter zerlegbar sind.

Gruß
Gerald

Hallo Gerald!
Danke für deinen Hinweis. War mit tatsächlich noch nicht so
geläufig. Da gibt die Adjunktion von i*SqRt[2] zb ja auch
etwas mehr Licht auf die Natur von |C, was?

Mit Kombinationen von i lässt sich der Körper der ganzen Zahlen auch gut erweitern. Interessant bei solchen Erweiterungen ist auch die Dimension und mögliche Basen zur unabhängigen Darstellbarkeit. Die interessante Natur von C ist eben neben der gewaltigen Bedeutung komplexer Rechnung für alle Wellenphänomene, dass es sich um einen algebraischen Abschluss der rationalen und reellen Zahlen handelt und somit auch bezüglich der Wurzelbildung den Definitionsbereich hin zu größter Kontinuität vervollständigt.

Meine Frage ist aber weniger die Konstruierbarkeit von Ringen
ohne ZPE noch die Natur der komplexen „Zahlen“, sondern mehr
die „Egalisierung“ der Ringe ohne ZPE als „Defekt“.

Diesen Begriff habe ich in diesem Zusammenhang noch nicht gehört. Es handelt sich hier vielmehr um eine Art Mehrdimensionalität, wo es eben verschiedene sich ausgleichende Gewichtungen geben kann.
Bei dem von Ihnen genannten Beispiel ist zu fragen, ob es sich wirklich um einen Ring handelt, da es unter den geraden Zahlen kein Einselement gibt, was meines Wissens schon wichtig wäre.

Auf Anfrage bei Prof. Zagier (Uni Bonn, Autor von
„Zetafunktionen und quadratische Körper“) wegen meines
Bestrebens der Umformulierung des Fundamentalsatzes der
Algebra
in: „alle gradgradigen Polynome (über |R) lassen sich in rein
quadratische Polynome zerlegen“ wandte er (zu recht) ein:
„Aber dann ist ja die Zerlegung nicht mehr eindeutig“ (nämlich
bei Vorhandensein von linearen Primfaktoren, also nicht nur in
über |R irreduziblen quadratischen wie zb x^2+2x+5.

Dies hat wenig Sinn. Man könnte vielleicht eine Variation definieren für nicht abgeschlossene Körper oder mehrdimensionale Ringe. Aber diese Probleme sind weniger unter dem Gesichtspunkt der Zerlegbarkeitsstruktur interessant als vielmehr unter Stabilitätsgesichtspunkten. Hierzu gibt es auch umfangreiche Instrumentarien, die Lage solcher Nullstellen anhand von Analysen der Polynome zu klassifizieren. Zu den Zetafunktionen kann sich leider nichts sagen, außer dass auch eine Freundin von mir als Professorin sich damit befasst, hier die Nullstellen zu finden.

Klar läßt sich eine eindeutige ZPE nicht wiederherstellen, es
geht mir darum, Erfahrungen im Umgang damit zu sammeln, um
eventuelle noie Instrumente zu entwickeln.
Beipiel für die Komplexität des Problems ist die eindeutige
Zerlegung von x^4 + 1 in (x^2 - x*SqRt[2] + 1)*(x^2 +
x*SqRt[2] + 1) und die Zerlegung von
X^4 - 2x^2 + 1 in sowohl (x^2 - 1)*(x^2 - 1) = {(x+1)*(x-1)}^2
als auch in
(x^2 + 2x + 1)*(x^2 - 2x + 1) = (x+1)^2*(x-1)^2.
Mein Beispiel des Rings der geraden natürlichen Zahlen war
auch nur ein Beispiel zur Veranschaulichung des Problems.
Es geht (mir) letzten Endes va um die Natur der komplexen
„Zahlen“, an erster Stelle von „i“ selbst, dessen Bewertung
als „Abwendung“ ohne glz „Zuwendung“ zu sein (also sone Art
„Wechkuken zur Seite“, dessen Doppelausführung erst „nach
hintan“ weist) zb schon die Herleitung der sog „Eulerschen
Formel“ e^[i\*x] = cosx + i*sinx (die üblicherweise durch
Reihen-Koeffizientenvergleich bewiesen wird) mittels
infinitesimaler multiplikativer „Abwendung“ zu ner Art
„Oberschüleraufgabe“ macht.

Man besten vorstellen lässt sich dies über die Rechnung von Polarkoordinaten, wo die Phasenwinkel sich dann unabhängig vom Betrag der rotierenden Zeiger bei Multiplikation und Potenzierung addieren bzw. multiplizieren.

„Zahlen“ ist der falsche Begriff für komplexe (genauso aber
wie reelle) Ausdrücke, denn sie „zählen“ ja nicht, sie messen
höchstens, bzw, man mißt mit ihnen. Natürlich ist dennoch der
Begriff „Körper“ (für |R und |C) mAn korrekt, denn Körper
befaßen sich ja nicht ausschließlich mit „Zahlen“.

Die komplexen Zahlen stellen zweidimensionale Vektoren dar, wo in zwei verschiedene orthogonale Richtungen gemessen wird. So stellen sie räumlich betrachtet eine Maßzahl dar.

Und ebenso natürlich sind komplexe Zerlegungen, v.a. wegen
ihrer Rolle in der Zahlentheorie und Gammafunktion, notwendige
und nützliche Hilfsgrößen.

Sie stellen schon mehr als eine Hilfsgröße dar, nämlich eine Komponentisierung in linear unabhängige sich ergänzende Teilgrößen, die sich aber auch in hohem Maße ergänzen so wie bei Schwingungen die periodische Aufteilung in kinetische und potenzielle Energie. Leider wird die Bedeutung dieser engen Verflechtung immer wieder leicht verkannt oder übersehen.

Falls du dich ebenfalls mit Primzahlen beschäftichst, was
sacht dir die Tatsache, daß das harmonische Mittel aller
(natürlichen) Zahlen bis n sich mit wachsendem n der Anzahl
der Primzahlen bis n nähert? Denn pi(n) = n/ln(n) =
n/Summe(1/m), m von 1 bis n, = harm. Mittel.

Ich habe von diesem Zusammenhang schon mal gelesen, weiß aber auch nicht auswendig, wie sich dies ergibt und wie weit dies bewiesen ist. Hierzu sollte man sich mit entsprechender Fachliteratur beschäftigen, die mir aber auch nur ansatzweise über das Standardwissen vorliegt.

Gruß
Gerald

Hallo, Gerald, du schreibst ua:
„Bei dem von Ihnen genannten Beispiel ist zu fragen, ob es sich wirklich um einen Ring handelt, da es unter den geraden Zahlen kein Einselement gibt, was meines Wissens schon wichtig wäre.“

danke für deine Hinweise.
Was du zu den komplexen „Zahlen“ schreibst, ist mir zum Teil (aber recht unwillig, zugegeben) ziemlich geläufich; aber natürlich haben Ringe Einselement!!! Also bilden die geraden Zahlen keinen Ring! Wie konntick datt übersehen!? Grad, woick doch gegen die allgemeine scholastische Matheamtik Oiler wieder nach Athen zurücktragen will!!!
Es ist angenehm, daß du mich gewisserweise „zärtlich“ auf diesen meinen Fehler hingewiesen hast.
Was deine Anrede „Sie“ betrifft, muß nicht sein, und ich denke einglich, hier im Forum simmer Kollegen, oder?
Du schreibst auch: „Dies bedeutet, dass erst durch die Erweiterung auf den Körper der komplexen Zahlen jedes Polynom voll zerlegbar ist“.

Das ist mir natürlich klar, aber diese sind eben für mich keine „Zahlen“, und, in Ersetzung dessen, suche ich in der Tiefe quadratischer Primpolynome Grund.

Der Begriff „Egalisierung des Defektes“ in Zusammenhang mit Ringen ohne ZPE ist auch eine amateurhafte Kreation von mir, der ich irngwie nur ZPE-Ringe als vollständige empfinde. Mit „Egalisierung“ meine ich eingi eher „Aufhebung“ bzw „Kompensation“.
Genauso übergens wie meine dir manchmal recht merkwürdig scheinen müssende Rechtschreibung und auch Grammatik. Aber nach der ziemlich gescheiterten Rechtschreibreform von oben ist mAn eine kasuistische Individualreform hoide annesacht, oder nicht?

„Aber diese Probleme sind weniger unter dem Gesichtspunkt der Zerlegbarkeitsstruktur interessant als vielmehr unter Stabilitätsgesichtspunkten. Hierzu gibt es auch umfangreiche Instrumentarien, die Lage solcher Nullstellen anhand von Analysen der Polynome zu klassifizieren. Zu den Zetafunktionen kann sich leider nichts sagen, außer dass auch eine Freundin von mir als Professorin sich damit befasst, hier die Nullstellen zu finden.“

„Stabilitätskriterien“, verstehe ich leider nicht, was damit gemeint ist. Was aber die „Nullstellen“ (deiner Freundin, smile!) betrifft, sind ws die komplexen Nullstellen der Zetafunktion gemeint und Riemanns Vermutung ist annesprochen. Tscha, das ist auch für mich (eben, nur für mich) sone Art Oilerspiegelei.
Die Zetafunktion gehört schon mit rein rationalen/„reellen“ Argumenten neben der Gammafunktion zu den elementarsten Funktionen und dienen zb in vielen Fällen als Ausdruck bestimmter Integrale ohne bekannte Stammfunktion. ZB ist ja
(1/[x-1]!)*Int{t^[x-1]/(e^t -1)*dt} = Zeta(x) = Summe(1/m^x) für m von 1 gegunendlich. Wobei der Nenner des Vorfaktors, [x-1]! = Gamma(x) = Int{t[x-1]*e^[-t]*dt} für t von 0 bis unendlich ist.
Durch Substitution erhält man auch:
Zeta(x) = Int{(-ln[t])^[x-1]/{(x-1)!*(1-t)} *dt} für t von 0 bis 1.
Auffallenderweise hatte übergens schon Oiler einst von sich gegeben, daß „i“ eigentlich keine Zahl ist.
Natürlichj aber ist i aufgrund der Öffnung der 2ten Dimension (eben weil es „die Abwendung ohne Zuwendung“ ist!!!) eine elementare Größe, v.a auch bei physikalischen "Ortogonalitätsphänomenen.

„Man besten vorstellen lässt sich dies über die Rechnung von Polarkoordinaten, wo die Phasenwinkel sich dann unabhängig vom Betrag der rotierenden Zeiger bei Multiplikation und Potenzierung addieren bzw. multiplizieren.“

Das meinte ich. Stellt man mathematisch die Abwendungseinheit dar als 1 + i (weil, isscha ein Abwendungsschritt auf einen „vorwärts“, und vollführt nun diesen nicht auf einmal sondern in unendlich vielen unendlich kleinen Schritten (also Produkt von Schritten unter Einhaltung von Moivre: Winkelsumme und Betragsprodukt), so hat man unter Anwendung der Regel von de l´Hôpital: limes{(cos(pi/2n)+i*sin(pi´/2n)/n)^n
für n gegunendlich = nach mehreren Schrittem e^(î*[pi/2]) = i, und entwickelt dann auch noch dementsprechend eî*x = cosx + i*sinx.
Übergens, die Tatsache i^2 = -1 und die Gültigkeit von „Moivre“ bedingen sich gegenseitig.

Die von Zagier („allgemein“ für komplexe Hochzahlen) gefundene Formel (in der „logarithmischen Form“) ergibt sich für natürliche Zahlen übergens ganz „trivial“, wenn man Summe(1/m^k) = Integral(t^[m-1])*dt, für t von 0 bis 1 = Integral([1/t]t^m)*dt , k-mal nach t partiell aufleitet unter jeweiliger Abspaltung eines t´s als Nenner. Ergibt nämlich im ersten Integrationsschritt:
Partielles Teilintegral(verschwindet) +
Int{ln(t)^1 * t^[m-1]*dt}, und durch weitere Abspaltung jeweils eines t als Nenner steigt nur der Exponent über dem Logarithmus.

Ich hatte diese Formel (für eben natürliche Hochzahlen) zunächst auf kompliziertem Wege gefunden, und zwar mithilfe einer Summen-Produkt-Transformation, der Gammafunktion und der Regel von Hôpital, indem ich zunächst einmal die unendliche Summe(1/m^k) in ein identisches unendliches Produkt umwandelte (Gammafunktion befaßt sich ja nur mit unendlichen Produkten), und zwar auf eine Weise, wie „Mathematiker 1 + 2 zusammenzählen“(sachtmanso):

Als limes{n*(1+1/n)*(1+2/n)-n} f+r n gegundlich. Denn was für 2 Summanden gilt, gilt in diesem fall auch für unendlich viele.

Schade, daß du zur „Zetafunktion“ noch keinen Draht hast. Ich finds alleine schon faszinierend, daß die unendliche Summe der natürlichen Kehrwertquadrate, also Summe(1/m^2) = pi^2/6 = ~1,6…, und Summe(1/m^4) = pi^4/90; und mir läßt die Tatsache der Unergründlichkeit der Summe für ungerade Hochzahlen keine Ruhe.

Falls es dich interessiert: WAS kommt heraus bei:
(1/2)*(4/3)*(5/6)*(8/7)*****, unendlich weitergerechnet?
Durch diese Aufgabe bin ich vor Jahren überhaupt wieder noigierig auf die Mathe gekommen (dabei zunächst auf die Gammafunktion). Im Ergebnis taucht übergens SqRt[pi] auf!

Ich hoffe, dir nicht auf die Nüsse gegangen zu sein,
nuaber ersmal ciao, manni (ganz klein geworden).

Sorry, ich vergaß: im Unterschied zum „Halbring“ der geraden Zahlen besitzt der Ring der gradgradigen Polynome ein Einselement, nämlich das Polynom 0ten Grades P = 1.
Außerdem ist die Notwendigkeitz eines Einselementes ja Defintionssache, laut Meschkowski isses nicht notwendig für einen ausgewachsenen Ring.
ciao, Manni

Zahlentheorieprobleme
Hallo,
da ich sehr beschäftigt war, kam ich leider erst jetzt wieder dazu, richtig zu antworten.

Hallo, Gerald, du schreibst ua:
„Bei dem von Ihnen genannten Beispiel ist zu fragen, ob es
sich wirklich um einen Ring handelt, da es unter den geraden
Zahlen kein Einselement gibt, was meines Wissens schon wichtig
wäre.“

danke für deine Hinweise.

Dieses Problem habe ich bei einer Frage zum Ringhomomorphismus auch schon mal übersehen. Ich habe mich da auch erst vor kurzem wieder oberflächlich eingearbeitet, da die Algebra für mich nun nicht unwichtig ist zur Erstellung von Expertensystemsoftware für verschiedene Mathebereiche. Leider kam ich davor nie dazu, mich hiermit so tief zu beschäftigen.

Was du zu den komplexen „Zahlen“ schreibst, ist mir zum Teil
(aber recht unwillig, zugegeben) ziemlich geläufich; aber
natürlich haben Ringe Einselement!!! Wie konntick datt übersehen!?

Du schreibst auch: „Dies bedeutet, dass erst durch die
Erweiterung auf den Körper der komplexen Zahlen jedes Polynom
voll zerlegbar ist“.

Das ist mir natürlich klar, aber diese sind eben für mich
keine „Zahlen“, und, in Ersetzung dessen, suche ich in der
Tiefe quadratischer Primpolynome Grund.

Dies halte ich für wenig relevant. Man könnte sie vielleicht auch mit irgendeiner anderen Größenbezeichnung versehen wie
Orthgonalwertepaar. Aber leider wurde hierfür bisher kein passender Ausdruck gefunden.

Der Begriff „Egalisierung des Defektes“ in Zusammenhang mit
Ringen ohne ZPE ist auch eine amateurhafte Kreation von mir,
der ich irngwie nur ZPE-Ringe als vollständige empfinde. Mit
„Egalisierung“ meine ich eingi eher „Aufhebung“ bzw
„Kompensation“.

Diese sollte man schon genauer ausdrücken, um schwere Mißverständnisse zu vermeiden.

Genauso übergens wie meine dir manchmal recht merkwürdig
scheinen müssende Rechtschreibung und auch Grammatik. Aber
nach der ziemlich gescheiterten Rechtschreibreform von oben
ist mAn eine kasuistische Individualreform hoide annesacht,
oder nicht?

Man kann dies auch auf verrückte Weise übertreiben. Etwas Logik sollte schon dahinter stecken, um das ganze nicht zum unübersichtlichen Rätsel zu machen. Weiter wäre es vielleicht besser, damit die Verständlichkeit zu vereinfachen statt närrische individuelle Verdrehungen. Dieser Stil könnte auch als zu komisch selbstironisch empfunden werden statt stark überzeugend.

„Aber diese Probleme sind weniger unter dem Gesichtspunkt der
Zerlegbarkeitsstruktur interessant als vielmehr unter
Stabilitätsgesichtspunkten. Hierzu gibt es auch umfangreiche
Instrumentarien, die Lage solcher Nullstellen anhand von
Analysen der Polynome zu klassifizieren. Zu den Zetafunktionen
kann sich leider nichts sagen, außer dass auch eine Freundin
von mir als Professorin sich damit befasst, hier die
Nullstellen zu finden.“

„Stabilitätskriterien“, verstehe ich leider nicht, was damit
gemeint ist.

Hier geht es um die Bestimmung von Eigenwerten, was bei Differentialgleichungssystemen für Schwingungen entscheidend die Qualität des Verhaltens bestimmt mit entweder Dämpfung einer periodischen Bewegung oder Aufschaukelung, was meistens nicht gewünscht ist in der technischen Regelungstechnik.

Die Zetafunktion gehört schon mit rein rationalen/„reellen“
Argumenten neben der Gammafunktion zu den elementarsten
Funktionen und dienen zb in vielen Fällen als Ausdruck
bestimmter Integrale ohne bekannte Stammfunktion. ZB ist ja
(1/[x-1]!)*Int{t^[x-1]/(e^t -1)*dt} = Zeta(x) = Summe(1/m^x)
für m von 1 gegunendlich. Wobei der Nenner des Vorfaktors,
[x-1]! = Gamma(x) = Int{t[x-1]*e^[-t]*dt} für t von 0 bis
unendlich ist.
Durch Substitution erhält man auch:
Zeta(x) = Int{(-ln[t])^[x-1]/{(x-1)!*(1-t)} *dt} für t von 0
bis 1.

Danke, diese Zusammenhänge sind mir so gut wie nicht bekannt.

„Man besten vorstellen lässt sich dies über die Rechnung von
Polarkoordinaten, wo die Phasenwinkel sich dann unabhängig vom
Betrag der rotierenden Zeiger bei Multiplikation und
Potenzierung addieren bzw. multiplizieren.“

Das meinte ich. Stellt man mathematisch die Abwendungseinheit
dar als 1 + i , so hat man unter Anwendung der Regel von de
l´Hôpital: limes{(cos(pi/2n)+i*sin(pi´/2n)/n)^n
für n gegunendlich

Die von Zagier („allgemein“ für komplexe Hochzahlen) gefundene
Formel (in der „logarithmischen Form“) ergibt sich für
natürliche Zahlen übergens ganz „trivial“, wenn man
Summe(1/m^k) = Integral(t^[m-1])*dt, für t von 0 bis 1 =
Integral([1/t]t^m)*dt , k-mal nach t partiell aufleitet unter
jeweiliger Abspaltung eines t´s als Nenner. Ergibt nämlich im
ersten Integrationsschritt:
Partielles Teilintegral(verschwindet) +
Int{ln(t)^1 * t^[m-1]*dt}, und durch weitere Abspaltung
jeweils eines t als Nenner steigt nur der Exponent über dem
Logarithmus.

Ich hatte diese Formel (für eben natürliche Hochzahlen)
zunächst auf kompliziertem Wege gefunden, und zwar mithilfe
einer Summen-Produkt-Transformation, der Gammafunktion und der
Regel von Hôpital, indem ich zunächst einmal die unendliche
Summe(1/m^k) in ein identisches unendliches Produkt umwandelte
(Gammafunktion befaßt sich ja nur mit unendlichen Produkten),
und zwar auf eine Weise, wie „Mathematiker 1 + 2
zusammenzählen“(sachtmanso):

Als limes{n*(1+1/n)*(1+2/n)-n} f+r n gegundlich. Denn was für
2 Summanden gilt, gilt in diesem fall auch für unendlich
viele.

Schade, daß du zur „Zetafunktion“ noch keinen Draht hast. Ich
finds alleine schon faszinierend, daß die unendliche Summe der
natürlichen Kehrwertquadrate, also Summe(1/m^2) = pi^2/6 =
~1,6…, und Summe(1/m^4) = pi^4/90; und mir läßt die Tatsache
der Unergründlichkeit der Summe für ungerade Hochzahlen keine
Ruhe.

Hierzu gibt es meines Wissens eine systematische Methode, solche Reihensummen zu bestimmen und dann durch Einsetzen irgendwelcher Werte die entsprechende Darstellung zu erhalten, vielleicht über Fourierreihen. Leider sieht man den Weg dazu diesen Formeln nicht an ähnlich wie bei den Additionstheoremen. Aber hierzu müsste ich mich auch erst wieder erkundigen.

Ein interessantes Thema für mich ist, für diese und ähnliche Aufgaben ein Konzept zu entwickeln, um per Software auf die Herleitung wie auch Komplexität der Lösbarkeit zurückschließen zu können und dies möglichst vollkommen automatisch in Form eines Musterlösungsgenerators mit Offenlegung aller relevanten Kontexte.

Falls es dich interessiert: WAS kommt heraus bei:
(1/2)*(4/3)*(5/6)*(8/7)*****, unendlich weitergerechnet?
Durch diese Aufgabe bin ich vor Jahren überhaupt wieder
noigierig auf die Mathe gekommen (dabei zunächst auf die
Gammafunktion). Im Ergebnis taucht übergens SqRt[pi] auf!

Woraus durch Produktdarstellung sich so ein Ausdruck und durch Einsetzen eines Wertes sich dieser Zusammenhang ergibt, ist mir zur Zeit nicht bekannt. Ich meine aber, schon mal gelesen zu haben, durch solche Produkte bestimmte Größen systematisch so darstellbar sind.

Viele Grüße
Gerald