|
Эта публикация цитируется в 2 научных статьях (всего в 2 статьях)
Вопросы суммирования арифметических функций, родственных функции Чебышева
Е.И. Деза, Л. В. Варухина Московский педагогический государственный университет
Аннотация:
Многие вопросы теории чисел связаны с исследованием рядов Дирихле
$f(s)=\sum\limits_{n=1}^{\infty} a_nn^{-s}$ и сумматорных функций $\Phi(x)=\sum\limits_{n\leq x} a_n$ их
коэффициентов. Наиболее известным примером ряда Дирихле является дзета-функция Римана $\zeta(s)$, определенная для любого комплексного
числа $s=\sigma+it$ с действительной частью $\Re s=\sigma> 1$ как
$\zeta(s)=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^s}.$
Квадрат дзета-функции
$
\zeta^{2}(s)=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{\tau(n)}{n^s}, \,\,
\Re s >1,$
связян с функцией делителей
$\tau(n)=\sum\limits_{d|n}1$, дающей число натуральных делителей
натурального числа $n$. Сумматорной функцией ряда Дирихле $\zeta^2(s)$ является функция $D(x)=\sum\limits_{n\leq x}\tau(n)$, вопросы асимптотической оценки которой известны как проблема делителей Дирихле.
В общем случае,
$
\zeta^{k}(s)=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{\tau_k(n)}{n^s}, \,\,
\Re s>1,
$
где функция $\tau_k(n)=\sum\limits_{n=n_1\cdot ...\cdot n_k}1$ дает число представлений
натурального числа $n$ в виде произведения $k$
натуральных сомножителей. Cумматорной функцией ряда Дирихле $
\zeta^k(s)$ является функция $D_k(x)=\sum\limits_{n\leq x}\tau_k(n)$. Ее изучение - это многомерная проблема делителей Дирихле.
Логарифмическая производная
$\frac{\zeta^{'}(s)}{\zeta(s)}$ дзета-функции представима в
виде $\frac{\zeta^{'}(s)}{\zeta(s)}=$ $=-\sum\limits_{n=1}^{\infty}
\frac{\Lambda(n)}{n^s},$ $\Re s >1.$
Здесь $\Lambda(n)$ - функция Мангольдта, которая
определяется как $\Lambda(n)=\log p$, если $n=p^{k}$ для простого
$p$ и натурального $k$, и как $\Lambda(n)=0$, иначе.
Таким образом, функция Чебышева
$\psi(x)=\sum\limits_{n\leq x}\Lambda(n)$
является сумматорной функцией коэффициентов ряда Дирихле
$\sum\limits_{n=1}^{\infty} \frac{\Lambda(n)}{n^s}$, соответствующего
логарифмической производной $\frac{\zeta^{'}(s)}{\zeta(s)}$
дзета-функции Римана. Она хорошо известна в аналитической теории чисел и связана со многими классическими задачами, прежде всего, с асимптотическим законом распределения простых чисел.
В частности, хорошо известно представление функции $\psi(x)$ по нулям дзета-функции:
$\psi(x)=x-\sum\limits_{|\Im \rho|\leq
T}\frac{x^{\rho}}{\rho}+O\left(\frac{x\ln^{2}x}{T}\right),
$ где $x=n+0,5$, $n \in\mathbb{N}$, $2\leq T \leq x$,
и $\rho=\beta+i\gamma$ - нетривиальные нули дзета-функции Римана,
то есть нули $\zeta(s)$, лежащие в
критической полосе $0< \Re s<1$.
Мы получаем аналогичные представления, связанные с нетривиальными нулями дзета-функции Римана, для двух арифметических функций, родственных функции Чебышева:
$$\psi_{1}(x)=\sum\limits_{n\leq x}(x-n)\Lambda(n) \, \text{ и } \,
\psi_{2}(x)=\sum\limits_{n \leq x}\Lambda(n)\ln\frac{x}{n}.$$
Аналогичные результаты можно получить и для других функций, родственных
функции Чебышева, если использовать логарифмические производные $L$-функций Дирихле.
Ключевые слова:
арифметические функции, ряд Дирихле, суматорная функция коэффициентов ряда Дирихле, дзета-функция Римана, функция Чебышева, нетривиальные нули дзета-функции Римана, контурное интегрирование.
Поступила в редакцию: 27.04.2018 Принята в печать: 17.08.2018
Образец цитирования:
Е.И. Деза, Л. В. Варухина, “Вопросы суммирования арифметических функций, родственных функции Чебышева”, Чебышевский сб., 19:2 (2018), 319–333
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/cheb657 https://www.mathnet.ru/rus/cheb/v19/i2/p319
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 292 | PDF полного текста: | 76 | Список литературы: | 43 |
|