กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทฤษฎีจำนวน เกณฑ์ ของหลี่ เป็นข้อความเฉพาะเกี่ยวกับการเป็นบวกของลำดับบางอย่าง ซึ่งเทียบเท่ากับ สมมติฐานของรีมันน์ เกณฑ์นี้ตั้งชื่อตามเซียนจิน หลี่ ผู้เสนอเกณฑ์นี้ในปี 1997 ในปี..

เกณฑ์ของหลี่

ในทฤษฎีจำนวนเกณฑ์ของหลี่เป็นข้อความเฉพาะเกี่ยวกับการเป็นบวกของลำดับบางอย่าง ซึ่งเทียบเท่ากับสมมติฐานของรีมันน์เกณฑ์นี้ตั้งชื่อตามเซียนจิน หลี่ ผู้เสนอเกณฑ์นี้ในปี 1997 ในปี 1999 เอนริโก บอมเบียรีและเจฟฟรีย์ ซี. ลาการิอัสได้เสนอการสรุปทั่วไป โดยแสดงให้เห็นว่าเงื่อนไขการเป็นบวกของหลี่ใช้ได้กับกลุ่มจุดใดๆ ที่อยู่บนแกน Re( s ) = 1/2

คำนิยาม

ฟังก์ชัน Riemann ξกำหนดโดย

ξ()=12(1)π/2Γ(2)ζ(){\displaystyle \xi (s)={\frac {1}{2}}s(s-1)\pi ^{-s/2}\Gamma \left({\frac {s}{2}}\right)\zeta (s)}

โดยที่ ζ คือฟังก์ชันซีตาของรีมันน์พิจารณาลำดับต่อไปนี้

λn=1(n1)!nn[n1บันทึกξ()]|=1.{\displaystyle \lambda _{n}={\frac {1}{(n-1)!}}\left.{\frac {d^{n}}{ds^{n}}}\left[s^{n-1}\log \xi (s)\right]\right|_{s=1}.}

เกณฑ์ของหลี่จึงเป็นข้อความที่ว่า

สมมติฐานของรีมันน์เทียบเท่ากับข้อความที่ว่าλn>0{\displaystyle \แลมบ์ดา _{n}>0}สำหรับจำนวนเต็มบวกทุกจำนวนn{\displaystyle n}.

ตัวเลขλn{\displaystyle \lambda _{n}}(บางครั้งอาจมีการกำหนดโดยใช้ค่ามาตรฐานที่แตกต่างกันเล็กน้อย) เรียกว่าสัมประสิทธิ์ Keiper-Li หรือสัมประสิทธิ์ Li นอกจากนี้ยังสามารถแสดงในรูปของศูนย์ที่ไม่เป็นศูนย์ของฟังก์ชันซีตาของ Riemann ได้อีกด้วย:

λn=ρ[1(11ρ)n]{\displaystyle \lambda _{n}=\sum _{\rho }\left[1-\left(1-{\frac {1}{\rho }}\right)^{n}\right]}

โดยที่ผลรวมนั้นครอบคลุม ρ ซึ่งเป็นศูนย์ที่ไม่เป็นศูนย์ของฟังก์ชันซีตา ผลรวม ที่ลู่เข้าแบบมีเงื่อนไข นี้ ควรเข้าใจในความหมายที่มักใช้ในทฤษฎีจำนวน กล่าวคือ

ρ=ลิมเอ็น|ฉัน(ρ)|เอ็น.{\displaystyle \sum _{\rho }=\lim _{N\to \infty }\sum _{|\operatorname {Im} (\rho )|\leq N}.}

(Re( s ) และ Im( s ) แทนส่วนจริงและส่วนจินตนาการของsตามลำดับ)

ความคิดเชิงบวกของλn{\displaystyle \lambda _{n}}ได้รับการตรวจสอบแล้วจนถึงn=105{\displaystyle n=10^{5}}โดยการคำนวณโดยตรง

การพิสูจน์

โปรดทราบว่า|11ρ|<1|ρ1|<|ρ|อาร์อี(ρ)>1/2{\displaystyle \left|1-{\frac {1}{\rho }}\right|<1\Leftrightarrow |\rho -1|<|\rho |\Leftrightarrow Re(\rho )>1/2}.

จากนั้น เริ่มต้นด้วยฟังก์ชันทั้งหมดเอฟ()=ρ(1ρ){\displaystyle f(s)=\prod _{\rho }{\left(1-{\frac {s}{\rho }}\right)}}, อนุญาตϕ(z)=เอฟ(11z){\displaystyle \phi (z)=f\left({\frac {1}{1-z}}\right)}.

ϕ{\displaystyle \phi }หายไปเมื่อ11z=ρz=11ρ{\displaystyle {\frac {1}{1-z}}=\rho \ลูกศรซ้าย z=1-{\frac {1}{\rho }}}. เพราะฉะนั้น,ϕ(z)ϕ(z){\displaystyle {\frac {\phi '(z)}{\phi (z)}}}เป็นโฮโลมอร์ฟิกบนดิสก์หน่วย|z|<1{\displaystyle |z|<1}ก็ต่อเมื่อ|11ρ|1อาร์อี(ρ)1/2{\displaystyle \left|1-{\frac {1}{\rho }}\right|\geq 1\Leftrightarrow Re(\rho )\leq 1/2}.

เขียนอนุกรมเทย์เลอร์ϕ(z)ϕ(z)=n=0nzn{\displaystyle {\frac {\phi '(z)}{\phi (z)}}=\sum _{n=0}^{\infty }c_{n}z^{n}}. เนื่องจาก

บันทึกϕ(z)=ρบันทึก(11ρ(1z))=ρบันทึก(11ρz)บันทึก(1z){\displaystyle \log \phi (z)=\sum _{\rho }{\log \left(1-{\frac {1}{\rho (1-z)}}\right)}=\sum _{\rho }{\log \left(1-{\frac {1}{\rho }}-z\right)-\log(1-z)}}

เรามี

ϕ(z)ϕ(z)=ρ11z111ρz{\displaystyle {\frac {\phi '(z)}{\phi (z)}}=\sum _{\rho }{{\frac {1}{1-z}}-{\frac {1}{1-{\frac {1}{\rho }}-z}}}}

ดังนั้น

n=ρ1(11ρ)n1=ρ1(111ρ)n+1{\displaystyle c_{n}=\sum _{\rho }{1-\left(1-{\frac {1}{\rho }}\right)^{-n-1}}=\sum _{\rho }{1-\left(1-{\frac {1}{1-\rho }}\right)^{n+1}}}.

สุดท้าย ถ้าแต่ละศูนย์ρ{\displaystyle \rho }มาพร้อมกับคู่ควบที่ซับซ้อน ของมันρ¯{\displaystyle {\bar {\rho }}}จากนั้นเราอาจรวมเงื่อนไขต่างๆ เพื่อให้ได้

เงื่อนไขอาร์อี(ρ)1/2{\displaystyle Re(\rho )\leq 1/2}จากนั้นจึงเทียบเท่ากับลิมจีบn|n|1/n1{\displaystyle \lim \sup _{n\to \infty }|c_{n}|^{1/n}\leq 1}ด้านขวาของ ( 1 ) เห็นได้ชัดว่าไม่เป็นลบเมื่อทั้งสองn0{\displaystyle n\geq 0}และ|111ρ|1|11ρ|1อาร์อี(ρ)1/2{\displaystyle \left|1-{\frac {1}{1-\rho }}\right|\leq 1\Leftrightarrow \left|1-{\frac {1}{\rho }}\right|\geq 1\Leftrightarrow Re(\rho )\leq 1/2}ในทางกลับกัน การสั่งซื้อρ{\displaystyle \rho }โดย|111ρ|{\displaystyle \left|1-{\frac {1}{1-\rho }}\right|}เราจะเห็นว่าสิ่งที่ใหญ่ที่สุด|111ρ|>1{\displaystyle \left|1-{\frac {1}{1-\rho }}\right|>1}ภาคเรียน (อาร์อี(ρ)>1/2{\displaystyle \Leftrightarrow Re(\rho )>1/2}) ครอบงำผลรวมเนื่องจากn{\displaystyle n\to \infty }และด้วยเหตุนี้n{\displaystyle c_{n}}กลายเป็นค่าลบได้ในบางครั้ง P. Freitas (2008). " เกณฑ์แบบ Li สำหรับระนาบครึ่งที่ปราศจากศูนย์ของฟังก์ชันซีตาของรีมันน์" arXiv : math.MG/0507368

การสรุปโดยทั่วไป

Bombieri และ Lagarias แสดงให้เห็นว่าเกณฑ์ที่คล้ายกันนี้ใช้ได้กับกลุ่มของจำนวนเชิงซ้อน ใดๆ และจึงไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะสมมติฐานของ Riemann เท่านั้น กล่าวคือ ให้R  =  { ρ } เป็นกลุ่มของจำนวนเชิงซ้อนρ ใดๆ ที่ไม่มีρ  =  1 ซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขต่อไปนี้

ρ1+|อีกครั้ง(ρ)|(1+|ρ|)2<.{\displaystyle \sum _{\rho }{\frac {1+\left|\operatorname {Re} (\rho )\right|}{(1+|\rho |)^{2}}}<\infty .}

จากนั้นเราอาจกล่าวข้อความที่เทียบเท่ากันได้หลายข้อความเกี่ยวกับเซตดังกล่าว ข้อความหนึ่งในนั้นคือข้อความต่อไปนี้:

หนึ่งมีอีกครั้ง(ρ)1/2{\displaystyle \operatorname {Re} (\rho )\leq 1/2}สำหรับทุกρก็ต่อเมื่อ
ρอีกครั้ง[1(11ρ)n]0{\displaystyle \sum _{\rho }\operatorname {Re} \left[1-\left(1-{\frac {1}{\rho }}\right)^{-n}\right]\geq 0}
สำหรับจำนวนเต็มบวก n ทุกจำนวน

อาจกล่าวได้น่าสนใจยิ่งขึ้น หากเซตR เป็นไปตาม สมการเชิงฟังก์ชันบางอย่างภายใต้การแทนที่s  1 sกล่าวคือ ถ้าเมื่อใดก็ตามที่ρอยู่ในRแล้วทั้งค่าสังยุคเชิงซ้อนและค่าสังยุคเชิงซ้อน  ρ¯{\displaystyle {\overline {\rho }}}และ1ρ{\displaystyle 1-\rho }ถ้าอยู่ในRแล้ว เกณฑ์ของ Li สามารถระบุได้ดังนี้:

จะมี Re( ρ )  =  1/2 สำหรับทุกρก็ต่อเมื่อ
ρ[1(11ρ)n]0{\displaystyle \sum _{\rho }\left[1-\left(1-{\frac {1}{\rho }}\right)^{n}\right]\geq 0}
สำหรับจำนวนเต็มบวก n ทุกจำนวน

Bombieri และ Lagarias ยังแสดงให้เห็นว่าเกณฑ์ของ Li เป็นผลมาจากเกณฑ์ของ Weilสำหรับสมมติฐานของ Riemann ด้วย

ในปี 2006 พี. ไฟรตัส พิสูจน์ว่าค่าศูนย์ทั้งหมดของฟังก์ชันซีตาของรีมันน์นั้นอยู่ภายในบริเวณดังกล่าว()τ/2{\displaystyle \Re (s)\leq \tau /2}, ที่ไหนτ[1/2,){\displaystyle \tau \in [1/2,\infty )}ก็ต่อเมื่อตัวเลขเหล่านั้น

ρ[1(ρρτ)n]{\displaystyle \sum _{\rho }\left[1-\left({\frac {\rho }{\rho -\tau }}\right)^{n}\right]}

มีค่าไม่เป็นลบสำหรับจำนวนเต็มบวกทุกจำนวนn{\displaystyle n}สัมประสิทธิ์เหล่านี้เรียกว่าτ{\displaystyle \tau }สัมประสิทธิ์ -Li [ 1 ] A. Droll [ 2 ]ได้ขยายผลลัพธ์ไปยังคลาส Selberg ที่ขยายออกไป A. Bucur, A.-M. Ernvall-Hytönen, A. Odžak และ L. Smajlović [ 3 ]ได้ตรวจสอบพฤติกรรมของสัมประสิทธิ์สำหรับฟังก์ชันบางอย่างที่ละเมิดสมมติฐานของ Riemann และ N. Palojärvi [ 4 ]ได้พิสูจน์เงื่อนไขที่ชัดเจนระหว่างจำนวนจำกัดτ{\displaystyle \tau }สัมประสิทธิ์ -Li และบริเวณที่ไม่มีศูนย์

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทฤษฎีจำนวน เกณฑ์ ของหลี่ เป็นข้อความเฉพาะเกี่ยวกับการเป็นบวกของลำดับบางอย่าง ซึ่งเทียบเท่ากับ สมมติฐานของรีมันน์ เกณฑ์นี้ตั้งชื่อตามเซียนจิน หลี่ ผู้เสนอเกณฑ์นี้ในปี 1997 ในปี..

การพิสูจน์

โปรดทราบว่า 1/2"}}"> 1/2}"> | 1 − 1 ρ | 1 / 2 {\displaystyle \left|1-{\frac {1}{\rho }}\right| 1/2} 1/2}"> .

การสรุปโดยทั่วไป

Bombieri และ Lagarias แสดงให้เห็นว่าเกณฑ์ที่คล้ายกันนี้ใช้ได้กับกลุ่มของ จำนวนเชิงซ้อน ใดๆ และจึงไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะสมมติฐานของ Riemann เท่านั้น กล่าวคือ ให้ R = { ρ } เป็นกลุ่มของจำนวนเชิงซ้อน ρ ใดๆ ที่ไม่มี ρ = 1 ซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขต่อไปนี้