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Ejemplos de la desigualdad de la criba grande donde se necesita una constante mayor que 1

Dejemos que $S(x) = \sum_{n=0}^{N-1} a_n e^{2 \pi i n x}$ sea un polinomio trigonométrico de longitud $N$ . La desigualdad analítica/armónica de la criba grande en su forma más aguda establece que

$$ \sum_{r=1}^R |S(x_r)|^2 \leq (N + \delta^{-1}-1) \int_{0}^{1} |S(x)|^2 dx$$

donde $x_1,x_2,\ldots,x_R$ son $\delta$ puntos separados. Esto puede considerarse como una discretización de la identidad de Parseval en el círculo.

En muchas de las aplicaciones de esta desigualdad a la teoría de números se toma $\delta = 1/N$ en cuyo caso el lado derecho de la desigualdad tiene un factor $2N$ .

El factor de $2$ aquí conduce a algunas ineficiencias muy desafortunadas en las aplicaciones de la teoría del tamiz, como la $2$ en la desigualdad Brun-Titchmarsh. Parece que la mejora del factor de $2$ en estas aplicaciones está relacionado tanto con el problema de la paridad en la teoría de los tamices como con el problema del cero de Siegel. Véase, por ejemplo, este documento de Maynard.

Sin embargo, es fácil ver en algunos casos, como cuando $x_1,x_2, \ldots, x_R$ están igualmente espaciados (utilizando el análisis de Fourier en el grupo de residuos mod $N$ ), que la desigualdad se cumple efectivamente con una constante $1$ en lugar de la constante $2$ .

¿Hay ejemplos de polinomios trigonométricos y $\delta = 1/N$ puntos separados conocidos en los que se requiere que la constante de la desigualdad analítica del gran tamiz sea mayor que $1$ ?

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user36707 Puntos 11

Algunos comentarios:

1) Documento de la encuesta de Montgomery https://projecteuclid.org/euclid.bams/1183540922

página 559, Teorema 3 y ecuación (19). Esencialmente dice que Selberg dio un ejemplo con el comentario de que esta es la única situación en la que esto es agudo.

Véase también la página 563 para los límites inferiores de $\Delta$ y también límites superiores, cuando se está tamizando módulo algún subconjunto de los enteros $q\leq Q$ .

Este documento ofrece enlaces a la rica literatura de la época.

2) Del mismo modo, también algunos comentarios después del Teorema 4.7 de Tenenbaum's Introduction to analytic and probabilistic number theory, (3ª edición).

Dos artículos más recientes, quizá no tan conocidos:

3) Matrices de Vandermonde con nodos en el disco unitario y el Gran Tamiz, C\'eline Aubel y Helmut Bölcskei https://arxiv.org/abs/1701.02538

4) Perfeccionamiento del tamiz de Selberg, Sara Elizabeth Blight, tesis doctoral, Rutgers, 2010.

Especialmente el capítulo 4 https://rucore.libraries.rutgers.edu/rutgers-lib/27420/

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