Jump to content

Гипотеза Линделефа

В математике гипотеза Линделефа — это гипотеза финского математика Эрнста Леонарда Линделефа. [ 1 ] о скорости роста дзета-функции Римана на критической линии. Эта гипотеза вытекает из гипотезы Римана . Он говорит, что для любого ε > 0 поскольку t стремится к бесконечности (см. обозначение большого O ). Поскольку ε можно заменить меньшим значением, гипотезу можно переформулировать следующим образом: для любого ε положительного

Функция μ

[ редактировать ]

Если σ действительно , то µ (σ) определяется как нижняя нижняя грань всех действительных чисел a таких, что ζ(σ + iT ) = O( T а ). Легко проверить, что µ (σ) = 0 при σ > 1, а из функционального уравнения дзета-функции следует, что µ (σ) = µ (1 − σ) − σ + 1/2. Из теоремы Фрагмена –Линделёфа следует, что µ выпуклая функция . Гипотеза Линделефа утверждает, что µ (1/2) = 0, что вместе с указанными выше свойствами µ означает, что µ (σ) равно 0 для σ ≥ 1/2 и 1/2 − σ для σ ≤ 1/2.

Результат Линделёфа о выпуклости вместе с µ (1) = 0 и µ (0) = 1/2 означает, что 0 ⩽ µ (1/2) ⩽ 1/4. Верхняя граница 1/4 была снижена Харди и Литтлвудом до 1/6 путем применения метода Вейля оценки экспоненциальных сумм к приближенному функциональному уравнению . С тех пор несколько авторов снизили его до чуть меньше 1/6, используя длинные и технические доказательства , как показано в следующей таблице:

мкм (1/2) ≤ мкм (1/2) ≤ Автор
1/4 0.25 Линделёф [ 2 ] Граница выпуклости
1/6 0.1667 Харди и Литтлвуд [ 3 ] [ 4 ]
163/988 0.1650 Вальфиш 1924 г. [ 5 ]
27/164 0.1647 Титчмарш 1932 г. [ 6 ]
229/1392 0.164512 Филлипс 1933 г. [ 7 ]
0.164511 Рэнкин 1955 г. [ 8 ]
19/116 0.1638 Титчмарш 1942 г. [ 9 ]
15/92 0.1631 Мин. 1949 г. [ 10 ]
6/37 0.16217 Ханеке 1962 г. [ 11 ]
173/1067 0.16214 Колесник 1973 г. [ 12 ]
35/216 0.16204 Колесник 1982 г. [ 13 ]
139/858 0.16201 Колесник 1985г. [ 14 ]
9/56 0.1608 Бомбьери и Изанец, 1986 г. [ 15 ]
32/205 0.1561 Хаксли [ 16 ]
53/342 0.1550 Бурген [ 17 ]
13/84 0.1548 Бурген [ 18 ]

Связь с гипотезой Римана

[ редактировать ]

Баклунд [ 19 ] (1918–1919) показали, что гипотеза Линделефа эквивалентна следующему утверждению о нулях дзета-функции: для каждого ε > 0 количество нулей с действительной частью не менее 1/2 + ε и мнимой частью между T и T + 1 равно o(log( T )), поскольку T стремится к бесконечности. Гипотеза Римана предполагает, что в этой области вообще нет нулей, и отсюда следует гипотеза Линделёфа. Известно, что число нулей с мнимой частью между T и T + 1 равно O(log( T )), поэтому гипотеза Линделефа кажется лишь немного сильнее того, что уже было доказано, но, несмотря на это, она сопротивлялась всем попыткам чтобы доказать это.

Средства степеней (или моментов) дзета-функции

[ редактировать ]

Гипотеза Линделефа эквивалентна утверждению, что для всех натуральных чисел k и всех положительных действительных чисел ε. Это было доказано для k = 1 или 2, но случай k = 3 кажется гораздо более сложным и все еще остается открытой проблемой .

Существует гораздо более точная гипотеза об асимптотическом поведении интеграла : считается, что

для некоторых констант c k , j . Это было доказано Литтлвудом для k = 1 и Хит-Брауном. [ 20 ] для к = 2 (расширяя результат Ingham [ 21 ] кто нашел ведущий термин).

Конри и Гош [ 22 ] предложил значение

для старшего коэффициента, когда k равно 6, а Китинг и Снэйт [ 23 ] использовал теорию случайных матриц , чтобы предложить некоторые гипотезы о значениях коэффициентов для более высоких k . Предполагается, что старшие коэффициенты являются произведением элементарного множителя, некоторого произведения простых чисел и количества n × n, таблиц Юнга заданных последовательностью

1, 1, 2, 42, 24024, 701149020, ... (последовательность A039622 в OEIS ).

Другие последствия

[ редактировать ]

Обозначая p n n простое число, пусть Результат Альберта Ингэма показывает, что из гипотезы Линделефа следует, что для любого ε > 0 если n достаточно велико .

Гипотеза о простом разрыве, более сильная, чем результат Ингэма, - это гипотеза Крамера , которая утверждает, что [ 24 ] [ 25 ]

Гипотеза плотности

[ редактировать ]
Известная область без нуля, грубо говоря, соответствует правому нижнему углу изображения, и гипотеза Римана сместит всю диаграмму вниз к оси X. . С другой стороны, верхняя граница этой диаграммы соответствует тривиальной оценке, вытекающей из формулы Римана-фон Мангольдта . (Существуют и другие оценки [ 26 ] )

Гипотеза плотности гласит, что , где обозначаем количество нулей из с и , и это следует из гипотезы Линделёфа. [ 27 ] [ 28 ]

В общем, пусть то известно, что эта оценка примерно соответствует асимптотике для простых чисел на коротких интервалах длины . [ 29 ] [ 30 ]

Ингэм показал, что в 1940 году, [ 31 ] Хаксли , что в 1971 году, [ 32 ] и Гут и Мейнард, что в 2024 году (препринт) [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] и они совпадают , поэтому последняя работа Гута и Мейнарда дает наиболее близкое известное значение как и следовало ожидать от гипотезы Римана, и улучшает границу или, что то же самое, асимптотика .

Теоретически Бейкера, Хармана и Пинца улучшения оценок для гипотезы Лежандра и улучшения областей, свободных от нулей Зигеля можно также ожидать .

L-функции

[ редактировать ]

Дзета-функция Римана принадлежит к более общему семейству функций, называемых L-функциями . В 2010 году новые методы получения оценок субвыпуклости L-функций в случае PGL (2) были предложены Джозефом Бернштейном и Андре Резниковым. [ 36 ] и в случае GL(1) и GL(2) Акшая Венкатеша и Филиппа Мишеля . [ 37 ] и в 2021 году по делу GL( n ) Пола Нельсона. [ 38 ] [ 39 ]

См. также

[ редактировать ]

Примечания и ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ см. Линделёф (1908)
  2. ^ Линделеф (1908)
  3. ^ Харди, GH; Литтлвуд, Дж. Э. (1923). «О гипотезе Линделефа о дзета-функции Римана». Учеб. Р. Сок. А : 403–412.
  4. ^ Харди, GH; Литтлвуд, Дж. Э. (1916). «Вклад в теорию дзета-функции Римана и теорию распределения простых чисел». Акта Математика . 41 : 119–196. дои : 10.1007/BF02422942 . ISSN   0001-5962 .
  5. ^ Вальфиш, Арнольд (1924). «Об оценке ζ(½ + it)». Новости Гес. Геттинген, матем.-физ. Класс : 155–158.
  6. ^ Титчмарш, ЕС (1932). «О методе Ван дер Корпута и дзета-функции Римана (III)». Ежеквартальный математический журнал . ос-3 (1): 133–141. дои : 10.1093/qmath/os-3.1.133 . ISSN   0033-5606 .
  7. ^ Филлипс, Эрик (1933). «Дзета-функция Римана: дальнейшее развитие метода Ван дер Корпута». Ежеквартальный математический журнал . ос-4 (1): 209–225. дои : 10.1093/qmath/os-4.1.209 . ISSN   0033-5606 .
  8. ^ Рэнкин, Р.А. (1955). «Метод Ван дер Корпута и теория пар показателей». Ежеквартальный математический журнал . 6 (1): 147–153. дои : 10.1093/qmath/6.1.147 . ISSN   0033-5606 .
  9. ^ Титчмарш, EC (1942). «Порядка ζ(½+ it )». Ежеквартальный математический журнал . ос-13(1):11–17. дои : 10.1093/qmath/os-13.1.11 . ISSN   0033-5606 .
  10. ^ Мин, Сы-Хоа (1949). «Порядка 𝜁(1/2+𝑖𝑡)». Труды Американского математического общества . 65 (3): 448–472. дои : 10.1090/S0002-9947-1949-0030996-6 . ISSN   0002-9947 .
  11. ^ Ханеке, В. (1963). «Ужесточение оценки ξ(½+it)». Acta Arithmetica (на немецком языке). 8 (4): 357–430. дои : 10.4064/aa-8-4-357-430 . ISSN   0065-1036 .
  12. ^ Колесник, Г. А. (1973). «Об оценке некоторых тригонометрических сумм» . Acta Arithmetica (на русском языке). 25 (1): 7–30. ISSN   0065-1036 . Проверено 5 февраля 2024 г.
  13. ^ Колесник, Григорий (1 января 1982 г.). «О порядке ζ (1/2+ it ) и ∆( R )». Тихоокеанский математический журнал . 98 (1): 107–122. дои : 10.2140/pjm.1982.98.107 . ISSN   0030-8730 .
  14. ^ Колесник, Г. (1985). «О методе пар показателей». Акта Арифметика . 45 (2): 115–143. дои : 10.4064/aa-45-2-115-143 .
  15. ^ Бомбьери, Э.; Иванец, Х. (1986). «Порядка ζ (1/2+ it )». Анналы Scuola Normale Superiore Пизы - Класс естественных наук . 13 (3): 449–472.
  16. ^ Хаксли (2002) , Хаксли (2005)
  17. ^ Бургейн (2017)
  18. ^ Бургейн (2017)
  19. ^ Баклунд (1918–1919)
  20. ^ Хит-Браун (1979)
  21. ^ Ингхэм (1928)
  22. ^ Конри и Гош (1998)
  23. ^ Китинг и Снэйт (2000)
  24. ^ Крамер, Харальд (1936). «О порядке разницы между последовательными простыми числами». Акта Арифметика . 2 (1): 23–46. дои : 10.4064/aa-2-1-23-46 . ISSN   0065-1036 .
  25. ^ Бэнкс, Уильям; Форд, Кевин; Тао, Теренс (2023). «Большие простые пробелы и вероятностные модели». Математические изобретения . 233 (3): 1471–1518. arXiv : 1908.08613 . дои : 10.1007/s00222-023-01199-0 . ISSN   0020-9910 .
  26. ^ Трудджиан, Тимоти С.; Ян, Эндрю (2023). «К оптимальным парам показателей». arXiv : 2306.05599 [ math.NT ].
  27. ^ «25а» . aimath.org . Проверено 16 июля 2024 г.
  28. ^ «Гипотеза плотности — Математическая энциклопедия» . энциклопедияofmath.org . Проверено 16 июля 2024 г.
  29. ^ «Новые границы для больших значений полиномов Дирихле, часть 1 — Видео | Институт перспективных исследований» . www.ias.edu . 04.06.2024 . Проверено 16 июля 2024 г.
  30. ^ «Новые границы для больших значений полиномов Дирихле, часть 2 — Видео | Институт перспективных исследований» . www.ias.edu . 04.06.2024 . Проверено 16 июля 2024 г.
  31. ^ Ингхэм, AE (1940). «ОБ ОЦЕНКЕ N (σ, T )» . Ежеквартальный математический журнал . ос-11(1): 201–202. дои : 10.1093/qmath/os-11.1.201 . ISSN   0033-5606 .
  32. ^ Хаксли, Миннесота (1971). «О различии последовательных простых чисел» . Математические изобретения . 15 (2): 164–170. дои : 10.1007/BF01418933 . ISSN   0020-9910 .
  33. ^ Гут, Ларри; Мейнард, Джеймс (2024). «Новые оценки больших значений полиномов Дирихле». arXiv : 2405.20552 [ math.NT ].
  34. ^ Бишофф, Манон. «Самая большая проблема математики наконец-то стала на шаг ближе к решению» . Научный американец . Проверено 16 июля 2024 г.
  35. ^ Цепелевич, Джордана (15 июля 2024 г.). « Сенсационное доказательство дает новое представление о простых числах» . Журнал Кванта . Проверено 16 июля 2024 г.
  36. ^ Бернштейн, Джозеф; Резников, Андре (05 октября 2010 г.). «Оценки подвыпуклости тройных L-функций и теория представлений» . Анналы математики . 172 (3): 1679–1718. arXiv : math/0608555 . дои : 10.4007/анналы.2010.172.1679 . ISSN   0003-486X . S2CID   14745024 .
  37. ^ Мишель, Филипп ; Венкатеш, Акшай (2010). «Проблема о подвыпуклости для GL 2 ». Публикации IHÉS по математике . 111 (1): 171–271. arXiv : 0903.3591 . CiteSeerX   10.1.1.750.8950 . дои : 10.1007/s10240-010-0025-8 . S2CID   14155294 .
  38. ^ Нельсон, Пол Д. (30 сентября 2021 г.). «Границы стандартных $L$-функций». arXiv : 2109.15230 [ math.NT ].
  39. ^ Хартнетт, Кевин (13 января 2022 г.). «Математики преодолевают препятствия в поисках расшифровки простых чисел» . Журнал Кванта . Проверено 17 февраля 2022 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 8b0397d292f9c147677cf6d70b4933e3__1722466980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/8b/e3/8b0397d292f9c147677cf6d70b4933e3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lindelöf hypothesis - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)