Dejemos que $p(t) = \sum p_k t^k$ sea un polinomio en $\mathbb{Z}[t]$ con $p_0=1$ . ¿Existe una condición necesaria y suficiente (congruencia u otra) sobre los coeficientes $p_k$ tal que $p(t)$ admite una raíz cuadrada en $\mathbb{Z}[[t]]$ ?
En términos más generales, ¿existe una condición necesaria y suficiente para $p(t)$ para tener un $n$ -th raíz en $\mathbb{Z}[[t]]$ ?
Basado en el hecho de que $(1+n^2z)^{1/n} \in \mathbb{Z}[[z]]$ para cualquier $n \in \mathbb{Z}^+$ obtenemos una condición suficiente, a saber, que $n^2 \mid p_k$ para todos $k>0$ . Sin embargo, esto es muy débil.
Editar: Aclaración de la notación según uno de los comentarios. Además, un artículo reciente "Sobre la integralidad de $n$ El libro 'Roots of Generating Functions' de Heninger, Rains y Sloane ofrece un criterio que puede ser útil:
"Dejemos $\mu_n = n \prod_{q \mid n} q$ donde $q$ se extiende sobre los primos que dividen $n$ . Entonces $f= \sum u_n t^n \in \mathbb{Z}[[t]]$ admite un $n$ raíz en $\mathbb{Z}[[t]]$ si y sólo si $f \mod \mu_n$ también lo hace".
Como tal, podemos esperar tener suerte y tener alguna reducción que sea obviamente una $n$ de la potencia (por ejemplo, si $f \mod \mu_n$ es el poder de algunos polinomio en lugar de una simple serie de potencias. Nótese, por supuesto, que esto no resuelve nuestra pregunta original.
Edición II: Esta pregunta lleva mucho tiempo sin tocarse, pero quizás esto ayude a otro como referencia. Para completar, me gustaría añadir que la condición de que $p$ reducir el módulo $\mu_n$ a la $n$ potencia de un polinomio en $\mathbb{Z}[t]$ es realmente suficiente y necesario para $p$ para admitir un $n$ raíz en $\mathbb{Z}[[t]]$ (dado, por supuesto, que $p(0)=1$ ). La prueba se basa en el siguiente lema combinatorio, que $$\mu_n \mid (\mu_n/n)^k \binom{n}{k}$$ para $k=1,\ldots, n$ . Se puede demostrar entonces que nuestro $n$ las raíces de $p(t)$ , digamos que $\sum a_n t^n \in \mathbb{Z}[[t]]$ se reducen a polinomios $\mod \mu_n/n$ demostrando que $n a_n$ es eventualmente divisible por $(\mu_n/n)^k \binom{n}{k}$ para algunos $k$ por un argumento de simetría/combinatoria.