ตะแกรงขนาดใหญ่
ตะแกรงขนาดใหญ่เป็นวิธีการ (หรือกลุ่มของวิธีการและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง) ในทฤษฎีจำนวนเชิงวิเคราะห์เป็นตะแกรง ประเภทหนึ่ง ที่กำจัดชั้นเศษเหลือของจำนวนได้มากถึงครึ่งหนึ่ง ซึ่งแตกต่างจากตะแกรงขนาดเล็ก เช่นตะแกรงเซลเบิร์กที่กำจัดชั้นเศษเหลือเพียงไม่กี่ชั้นเท่านั้น วิธีการนี้ได้รับการพัฒนาให้ดียิ่งขึ้นด้วยตะแกรงขนาดใหญ่ที่กำจัดชั้นเศษเหลือได้มากตามอำเภอใจ[ 1 ]
ชื่อ
ชื่อของมันมาจากการใช้งานดั้งเดิม: เมื่อกำหนดเซตแล้วโดยที่องค์ประกอบของห้ามโกหกในชุดโมดูลัสทุกจำนวนเฉพาะใหญ่ได้แค่ไหนอยู่ไหน? ที่นี่ถือว่ามีขนาดใหญ่ กล่าวคือ มีขนาดใหญ่อย่างน้อยเท่ากับค่าคงที่คูณด้วยหากไม่ใช่เช่นนั้น ก็จะเรียกว่าเป็นตะแกรงขนาดเล็ก
ประวัติศาสตร์
ประวัติศาสตร์ช่วงต้นของตะแกรงขนาดใหญ่ย้อนกลับไปถึงงานของYu. B. Linnikในปี 1941 ซึ่งทำงานเกี่ยวกับปัญหาของเศษเหลือที่ไม่น้อยที่สุดของ กำลังสอง ต่อมาAlfréd Rényiได้ทำงานเกี่ยวกับเรื่องนี้โดยใช้วิธีการทางความน่าจะเป็น หลังจากนั้นอีกสองทศวรรษต่อมา หลังจากที่มีผู้ร่วมงานจำนวนมาก ตะแกรงขนาดใหญ่จึงได้รับการกำหนดสูตรอย่างชัดเจนมากขึ้น เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ในงานอิสระของKlaus RothและEnrico Bombieriและในช่วงเวลานั้นเองที่ความเชื่อมโยงกับหลักการทวิภาวะได้รับการเข้าใจมากขึ้น ในช่วงกลางทศวรรษ 1960 ทฤษฎีบท Bombieri–Vinogradovได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นการประยุกต์ใช้ตะแกรงขนาดใหญ่ที่สำคัญ โดยใช้การประมาณค่าเฉลี่ยของลักษณะเฉพาะของDirichletในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และต้นทศวรรษ 1970 ส่วนประกอบและค่าประมาณที่สำคัญหลายอย่างได้รับการทำให้ง่ายขึ้นโดยPatrick X. Gallagher [ 2 ]
การพัฒนา
วิธีการคัดกรองขนาดใหญ่ได้รับการพัฒนาจนสามารถนำไปใช้กับสถานการณ์การคัดกรองขนาดเล็กได้เช่นกัน โดยทั่วไปแล้ว สิ่งใดสิ่งหนึ่งจะถูกมองว่าเกี่ยวข้องกับวิธีการคัดกรองขนาดใหญ่ ไม่ได้หมายความว่ามันเกี่ยวข้องกับสถานการณ์ที่กล่าวมาข้างต้นเสมอไป แต่ขึ้นอยู่กับว่ามันเกี่ยวข้องกับวิธีการพิสูจน์สองวิธีใดวิธีหนึ่งที่ใช้กันมาแต่เดิมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์แบบคัดกรองขนาดใหญ่หรือไม่
อสมการแพลนเชอเรลโดยประมาณ
ถ้าชุดหนึ่งมีการกระจายตัวไม่ดี โมดูลัส(ตัวอย่างเช่น โดยอาศัยการถูกแยกออกจากกลุ่มความสอดคล้อง)) จากนั้นสัมประสิทธิ์ฟูริเยร์ของฟังก์ชันลักษณะเฉพาะของชุดโดยเฉลี่ยแล้วมีค่ามาก สัมประสิทธิ์เหล่านี้สามารถยกกำลังได้เป็นค่าต่างๆของการแปลงฟูริเยร์ของฟังก์ชันลักษณะเฉพาะของชุดนั่นคือ
อนุพันธ์ขอบเขตแสดงให้เห็นว่าโดยเฉลี่ยแล้วจะต้องมีขนาดใหญ่สำหรับทุกคนจำนวนใกล้เคียงตรรกยะในรูปแบบคำว่า " ใหญ่"ในที่นี้หมายถึง "ค่าคงที่ขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับค่าอื่น ๆ"". เนื่องจาก มีความขัดแย้งกับอัตลักษณ์ของแพลนเชเรล เว้นเสียแต่ว่ามีขนาดเล็ก (ในทางปฏิบัติ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของขอบเขต ปัจจุบันผู้คนมักปรับเปลี่ยนเอกลักษณ์ของ Plancherel ให้เป็นความเท่าเทียมกันแทนที่จะเป็นอนุพันธ์ของขอบเขตดังที่กล่าวมาข้างต้น)
หลักการทวิภาวะ
เราสามารถพิสูจน์ผลลัพธ์ตะแกรงขนาดใหญ่ที่แข็งแกร่งได้อย่างง่ายดายโดยสังเกตข้อเท็จจริงพื้นฐานต่อไปนี้จากการวิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน: บรรทัดฐานของตัวดำเนินการเชิงเส้น (เช่น
ที่ไหนเป็นตัวดำเนินการจากปริภูมิเชิงเส้นไปยังพื้นที่เชิงเส้น) เท่ากับค่ามาตรฐานของตัวผกผัน กล่าวคือ
หลักการนี้เองได้ถูกเรียกขานในตำราคณิตศาสตร์บางเล่มว่า "ตะแกรงขนาดใหญ่"
นอกจากนี้ ยังสามารถสร้างตะแกรงขนาดใหญ่จากตะแกรงขนาดใหญ่ในรูปแบบของเซลเบิร์กได้อีกด้วย (ดู เซลเบิร์กผลงานรวมเล่มที่ 2 บรรยายเรื่องตะแกรง)