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¿Por qué las raíces de las funciones de generación de la serie de k-casi primos menos de x tienen partes reales negativas?

Específicamente, me parece atractivo a contar sólo squarefree números habiendo $k$ factores primos, así que me definen

$$\pi_k(x)=\#\{n\leq x: \omega(n)=k;\mu(n)\neq0 \}$$

y considerar las funciones de generación

\begin{eqnarray}f(z,x)&=&\sum_{k=0}^{m(x)}\pi_k(x) z^k\\ &=&\sum_{n\leq x}|\mu(n)|z^{\omega(n)}. \end{eqnarray}

Por un lado, estas funciones de generación son polinomios en $z$ grado $$m(x)=\max \{\omega(n): n\leq x;\mu(n)\neq 0\}\sim\log x/\log\log x.$$ En el otro, son la inversa de la transformada de Mellin

$$F(z,s)=\prod_p1+zp^{-s}=H(z,s)\zeta^z(s)$$

donde $H(z,s)$ es una analítica de la función de $s$ fijos $z$ que está delimitada por encima y lejos de cero en cualquier medio avión $\sigma\geq\sigma_0>1/2$.

He comprobado que las raíces de $f(z,x)$, como polinomios en $z$, de hecho tienen partes reales negativas para todos los $x\leq 10^6$.

¿Por qué las raíces tienen partes reales negativas? ¿Qué le diría sobre $\zeta(s)$ o a los números de $k$-casi primos menos de $x$ si las raíces fueron negativos partes reales?

En la hipótesis de Riemann, uno esperaría encontrar las raíces--- - en algún sentido---más cerca de los no enteros positivos como $x\rightarrow\infty$ debido a que estos son los únicos valores de $z$ para que $\zeta^z(s)$ es analítica en todo un barrio de $s=1$ y, por lo tanto, los únicos puntos en que $f(z,x)\in O(x^a)$ para algunos $a<1$. Sin embargo, estoy interesado en el menos restrictivo de la conjetura de que tienen partes reales negativas.

Soy consciente de la noción de "estabilidad" de la traducción lineal invariante en los sistemas y en los sistemas dinámicos, y es la equivalencia con la positividad del principio de menores de edad de los asociados Hurwitz matrices, Routh tablas, Sylvester criterio, etc. Me parece que estas equivalencias sirven más como una prueba de que el razonamiento, sino, si se puede decir algo en este sentido, me gustaría escuchar acerca de eso también.

Parece que esto puede estar relacionado con el hecho de que $\zeta^z(s)$ tiende a infinito o cero como $s\rightarrow 0^+$ dependiendo de si $\Re z$ es positivo o negativo. Sin embargo, para un pequeño $\Re z$ e $s=1$ la convergencia es muy leve, y haciendo la distinción parece ser un problema difícil.

Uno se puede generalizar a esta pregunta y preguntar acerca de la ubicación de las raíces de $$f(z,x;s)=\sum_{n\leq x} \frac{|\mu(n)|z^{\omega(n)}}{n^s}.$$

Computacionalmente, parece que la misma conjetura tiene siempre $s$ es real y, por otra parte, hay una buena razón para que esto sea cierto al $s>1$ es real, porque $$\lim_{x\rightarrow\infty}f(z,x;s)=F(z,s)$$ y este límite no tiene ceros en la mitad izquierda del plano. Sólo se necesita entonces una aproximación teorema sobre la distribución de los ceros de una uniformemente convergente secuencia cuyo límite se ha determinado la distribución de los ceros. Un enfoque posible para el problema original, entonces podría ser a través de la suma parcial $$f(z,x;s)=x^{-s}f(z,x)+s\int_{1}^{x}\frac{f(z,y)dy}{y^{s+1}}$$ pero no he tenido ningún éxito con esto.

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Lucia Puntos 20609

En cualquier región acotada, para un gran $x$, el polinomio sólo puede tener ceros muy cerca de la negativa del eje real (y, de hecho, cerca de la no-enteros positivos). Esto se desprende de la obra de Selberg (Nota en un papel por L. G. Sathe, ver Teorema 2), que muestra que, para delimitada $z$ y de un gran $x$, $$ f(z,x) = x C(z) \frac{(\log x)^{z-1}}{\Gamma(z)} + O(x (\log x)^{z-2}), $$ con $$ C(z) = \prod_{p} \Big(1+\frac{z}{p}\Big) \Big(1-\frac 1p\Big)^z. $$ Si $z$ es acotado, pero no demasiado cerca de un no-entero positivo, entonces el término principal arriba domina el término de error, y muestra que $f(z,x)$ no puede ser cero.

Además tenga en cuenta que $1/\Gamma(z)$ se convierte en cero en la no-enteros positivos, y la absolutamente convergente de Euler producto $C(z)$ sólo puede ser cero cuando se $z$ es igual al negativo de un número primo. Por lo tanto, si $-k$ es un no-entero positivo con $k$ no ser un número primo, entonces podemos ver en el asymptotics que $f(z,x)$ cambia de signo al pasar de $z=-k+\epsilon$ a $z=-k-\epsilon$ la producción de un cero real en este intervalo. Si $-k$ es un no-entero positivo con $k$ un número primo, entonces tomar un pequeño círculo centrado en $-k$ radio $\epsilon$. Calcular el cambio en el argumento alrededor de este círculo, para que en el término que en nuestro asintótica, nos encontramos con que hay dos ceros en este pequeño círculo. Tenga en cuenta que estos ceros no puede ser real, pero sólo muy cerca de la negativa del eje real.

Por supuesto, esto asintótica no explica por qué todos los ceros del polinomio debe tener parte real negativa. No acabo de ver por qué esto tiene; tal vez un poco pertinentes para que este sería el unimodality de los números enteros por debajo de $x$ con $k$ factores primos (véase el trabajo de Balazard el establecimiento de una conjetura de Erdos).

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