숫자 이론 에서, 산술 함수의 평균 순서 는 같은 값을 "평균"으로 취하는 더 단순하거나 더 잘 이해된 함수다.
f {\displaystyle f} 을(를) 산술 함수 로 한다 .우리는 다음과 같은 경우 f {\displaystyle f} 의 평균 순서 는 g {\displaystyle g} 이라고 말한다.
∑ n ≤ x f ( n ) ∼ ∑ n ≤ x g ( n ) {\displaystyle \sum _{n\leq x}f(n)\sim \sum _{n\leq x}g(n)} x {\displaystyle x} 이(가) 무한대의 경향이 있기 때문에.
연속적 이고 단조 로운 근사 함수 g {\displaystyle g} 를 선택하는 것이 관례다.그러나 그렇다 하더라도 평균적인 질서는 물론 독특하지 않다.
한도가 있는 경우
임이 있는 N → ∞ 1 N ∑ n ≤ N f ( n ) = c {\displaystyle \lim _{N\오른쪽 화살표 \inflt }{\frac {1}{N}\sum _{n\leq N}f(n)=c} f {\displaystyle f} 이(가) 평균 값 (평균 값) c {\displaystyle c} 을(를) 가지고 있다고 한다.
예 d (n ) 의 평균 순서는 n 의 구분자 수 로서 log n이다. 평균 σ (n ) 의 순서는 n의 구분자 합계 로 nπ 2 / 6 이다. 오일러의 총함수인 φ (n )의 평균 순서는 6n / π 이다2 . n 을 두 제곱 의 합으로 표현하는 방법의 개수인 r(n)의 평균 순서는 π 이다. 3제곱의 합으로 자연수를 나타내는 평균 순서는 4제곱 / 3 이다. 자연수를 하나 이상의 연속된 소수 합으로 분해하는 평균 횟수는 n log2 이다. n 의 구별되는 주요 인자의 수인 Ω (n )의 평균 순서는 loglog n 이다. n 의 주요 인자 수인 Ω(n )의 평균 순서는 loglog n 이다. 소수 정리 는 폰 망골트 함수 λ(n ) 이 평균 순서 1을 가지고 있다는 문구와 동등하다. 뫼비우스 함수 인 μ (n )의 평균값은 0이며, 이는 다시 소수 정리(prime number organization )와 동등하다. Diriclet 시리즈를 사용하여 평균 값 계산 F {\displaystyle F} 이(가) 형식인 경우
F ( n ) = ∑ d ∣ n f ( d ) , {\displaystyle F(n)=\sum _{d\mid n}f(d),} 일부 산술 함수 f (n ) {\displaystyle f(n)} 에 대해, 한 가지는,
∑ n ≤ x F ( n ) = ∑ d ≤ x f ( d ) ∑ n ≤ x , d ∣ n 1 = ∑ d ≤ x f ( d ) [ x / d ] = x ∑ d ≤ x f ( d ) d + O ( ∑ d ≤ x f ( d ) ) . ( 1 ) {\displaystyle \sum _{n\leq x}F(n)=\sum _{d\leq x}f(d)\sum _{n\leq x,d\mid n}1=\sum _{d\leq x}f(d)[x/d]=x\sum _{d\leq x}{\frac {f(d)}{d}}{\text{ }}+O(\sum _{d\leq x} f(d) ). \qquad \qquad (1)} 이전 ID의 일반화는 여기에서 찾을 수 있다. 이 정체성은 종종 리만 제타 함수 의 관점에서 평균값을 계산하는 실용적인 방법을 제공한다. 이것은 다음 예에 설명되어 있다.
N 에서 k번째 자유 정수의 밀도 정수 k ≥ 1 {\displaystyle k\geq 1} 의 경우 k-th 출력이 없는 정수의 Q k {\ displaystyle Q_{k} 는 다음과 같다.
Q k := { n ∈ Z ∣ n 으로 나눌 수 없다. d k 어떤 정수로도 d ≥ 2 } . {\displaystyle Q_{k}: =\\{n\in \mathb {Z} \mid n{\text{{}{}}는 정수 }d\geq 2\}에 대해 }d^{k}{\text{}로 나눌 수 없다. } 이러한 숫자의 자연 밀도 , 즉 1Q k {\ displaystyle 1_{Q_{k}} 의 평균값을 계산하는데, 이 값은 Δ (n ){\displaystyle \delta (n )} 로 표시된다.
함수 Δ {\displaystyle \delta } 은 승법이며 , 1에 의해 경계가 되므로 Dirichlet 시리즈 는 반평면 R e ( s ) 1 {\displaystyle \mathrm {Re}(s) 1}에 절대적으로 수렴되며, 오일러 제품 이 있다.
∑ Q k n − s = ∑ n δ ( n ) n − s = ∏ p ( 1 + p − s + ⋯ + p − s ( k − 1 ) ) = ∏ p ( 1 − p − s k 1 − p − s ) = ζ ( s ) ζ ( s k ) . {\displaystyle \sum _{Q_{k}}n^{-s}=\sum _{n}\delta (n)n^{-s}=\prod _{p}(1+p^{-s}+\cdots +p^{-s(k-1)})=\prod _{p}\left({\frac {1-p^{-sk}}{1-p^{-s}}}\right)={\frac {\zeta (s)}{\zeta (sk)}}. } 뫼비우스 의 반전 공식에 의해, 우리는
1 ζ ( k s ) = ∑ n μ ( n ) n − k s , {\displaystyle {\frac {1}{\zeta(ks)}}}=\sum _{n}\mu(n)^{-ks}}} 여기서 μ[\displaystyle \mu } 는 뫼비우스 함수 를 의미한다 . 동등하게,
1 ζ ( k s ) = ∑ n f ( n ) n − s , {\displaystyle {\frac {1}{\\zeta(ks)}}=\sum _{n}f(n)^{-s}}} 여기서 f( n ) = {μ( d )n = d k 0 , 그 밖 의 경우, {\displaystyle f(n)={\case}\\\\,\mu(d)&n=d^{k}\\;\;\,0&{\text},\case{ case}}}}}}}}}
그래서,
ζ ( s ) ζ ( s k ) = ∑ n ( ∑ d ∣ n f ( d ) ) n − s . {\displaystyle {\frac {\zeta(sk)}}}}}=\sum _{n}(\sum _{d\mid n}f(d)n^{-s}. } 계수를 비교함으로써 우리는
δ ( n ) = ∑ d ∣ n f ( d ) n − s . {\displaystyle \cHB=\sum _{d\mid n}f(d)n^{-s}. } (1)을 사용하면
∑ d ≤ x δ ( d ) = x ∑ d ≤ x ( f ( d ) / d ) + O ( x 1 / k ) . {\dplaystyle \sum \sum _{d\leq x}\delta (d)=x\sum _{d\leq x}(f(d)/d)+O(x^{1/k}). } 우리는 결론적으로 말한다.
∑ n ∈ Q k , n ≤ x 1 = x ζ ( k ) + O ( x 1 / k ) , {\displaystyle \sum _{n\in Q_{k}n\leq x}1={\frac {x}{\xeta(k)}}}+O(x^{1/k}),} 이를 위해 우리는 그 관계를 사용했다.
∑ n ( f ( n ) / n ) = ∑ n f ( n k ) n − k = ∑ n μ ( n ) n − k = 1 ζ ( k ) , {\displaystyle \sum \sum _{n}(f(n)/n)=\sum_{n^{k}=\sum_{n}\mu(n){n^{-k}={\frac {1}{\zeta(k)},},},} 뫼비우스의 반전 공식에서 따온 것이다.
특히 사각형 없는 정수 의 밀도는 ζ ( 2 ) - 1 = 6 π 2 {\ displaystyle \zeta (2)-1}={\frac {6}{\pi ^{2}}.
격자점 가시성 우리는 두 격자 지점이 서로 결합하는 오픈 라인 세그먼트에 격자 지점이 없을 경우 서로 볼 수 있다고 말한다.
이제 gcd(a , b ) = d > 1 이면 a = da 2 , b = db 2 1을 쓰면 점(a 2 , b 2 )이 (0,0)에서 (a , b )로 결합하는 선 세그먼트에 있다는 것을 관찰한다. 따라서 (a , b ) 원점에서 볼 수 있는 것은 (a, b) = 1.를 의미한다는 것을 의미한다. 반대로 gcd (a , b) = 1은 (0,0)에서 (a ,b)로 결합하는 세그먼트에 다른 정수 격자점이 없음을 의미한다는 것을 쉽게 알 수 있다. 따라서 gcd(a , b)가 1인 경우에만 (0 ,0)에서 (a , b )를 볼 수 있다.
φ (n )n {\ displaystyle {\frac {\barphi(n)}{n }}}{n}} 은 (는) 제곱 { ( r , s ) ∈ N : max ( r , s ) = n } {\displaystyle \{(r,s)\in \mathb {N} :\max(r , s ) = r=n \max(r = s )n\n\n \max(으)}}}.
따라서, 원점에서 볼 수 있는 점의 자연 밀도는 평균에 의해 주어진다는 것을 보여줄 수 있다.
임이 있는 N → ∞ 1 N ∑ n ≤ N φ ( n ) n = 6 π 2 = 1 ζ ( 2 ) . {\displaystyle \lim_{N\rightarrow \inflit }{{1}{{N}\sum _{n\leq N}{n}}}{n}={\frac {6}{\pi ^}}={\frac {1}\zeta (2)}}. } 1ζ (2 ){\ displaystyle {\frac {1}{\zeta(2)}}} 또한 N 에서 제곱이 없는 숫자의 자연 밀도 입니다 .사실 이것은 우연이 아니다. k-차원 격자, Z k {\ displaystyle \mathb {Z} ^{k}}} 을(를) 고려하십시오. 원점 에서 볼 수 있는 점의 자연 밀도 는 1㎛( k ){\displaystyle {\frac {1}{\zeta(k)}}} 이며, N 에서 k번째 자유 정수의 자연 밀도이기도 하다.
구분 함수 d ( n ) {\displaystyle d(n)} 의 일반화를 고려하십시오.
σ α ( n ) = ∑ d ∣ n d α . {\displaystyle \chostma _{\n(n)=\sum _{d\mid n}d^{\data.}} 다음은 사실이다.
∑ n ≤ x σ α ( n ) = { ∑ n ≤ x σ α ( n ) = ζ ( α + 1 ) α + 1 x α + 1 + O ( x β ) 만일 α > 0 , ∑ n ≤ x σ − 1 ( n ) = ζ ( 2 ) x + O ( 통나무를 하다 x ) 만일 α = − 1 , ∑ n ≤ x σ α ( n ) = ζ ( − α + 1 ) x + O ( x 맥스. ( 0 , 1 + α ) ) 그렇지 않으면 {\displaystyle \sum_{n\leq)}\sigma _ᆲ(n)={\begin{경우}\.\;\sum _{n\leq)}\sigma _ᆵ(n)={\frac{\zeta)}{\alpha +1}}x^ᆸ+O(x^{\beta})&,{\text{만약}}\alpha>0,\\\.\;\sum _{n\leq)}\sigma _ᆻ(n)=\zeta(2)x+O(\log))&,{\text{만약}}\alpha =-1,\\\.\;\sum _{n\leq)}\sigma _ᆾ(n)=\zeta(-\alpha +1)x+O(x.^{\max(0,1+ \cHB )}&{\text{data. }}}\end{case}} 여기서 β = m a ( 1 , α ) {\displaystyle \chost =max(1,\chost )}.
더 나은 평균 순서 이 개념은 예를 통해 가장 잘 논의된다. 보낸 사람
∑ n ≤ x d ( n ) = x 통나무를 하다 x + ( 2 γ − 1 ) x + o ( x ) {\displaystyle \sum _{n\leq x}d(n)=x\log x+(2\reason -1)x+o(x)} ([\displaystyle \gamma} 은 (는) 오일러-마스케로니 상수 ) 및
∑ n ≤ x 통나무를 하다 n = x 통나무를 하다 x − x + O ( 통나무를 하다 x ) , {\displaystyle \sum _{n\leq x}\log n=x\log x-x+O(\log x),} 우리는 증상이 없는 관계를 가지고 있다.
∑ n ≤ x ( d ( n ) − ( 통나무를 하다 n + 2 γ ) ) = o ( x ) ( x → ∞ ) , {\displaystyle \sum _{n\leq x}(d)(-(\log n+2\prow )=o(x)\prow(x\오른쪽 화살표 \infty )),} 함수 로그 logn + 2 2 {\displaystyle \log n+2\properties } 이( 가) 단순히 로그 n {\displaystyle d( n)} 에 대한 평균 순서를 선택하는 것이 더 낫다는 것을 시사한다.
Fq [x] 를 초과하는 평균 값 정의 h (x )를 F 에q 대한 단항 다항식 집합의 함수가 되도록 한다.n ≥ 1 {\displaystyle n\geq 1} 에 대해 정의함
Ave n ( h ) = 1 q n ∑ f 단조로운 , 기름칠을 하다 ( f ) = n h ( f ) . {\displaystyle {\text{ Ave}_{n}(h)={\frac {1}{q^{n}}}\sum _{f{\text{monic}},\deg(f)=n}h(f). } 이것은 도 n 의 단항 다항식 집합에서 h 의 평균값(평균값)이다. 우리 는 g(n )은 평균 h 의 순서라고 말한다.
Ave n ( h ) ∼ g ( n ) {\displaystyle {\text{ Ave}_{n}(h)\심 g(n)} n 이 무한대로 되는 경향이 있기 때문에.
한도가 있는 경우
임이 있는 n → ∞ Ave n ( h ) = c {\displaystyle \lim _{n\to \inflit }{\text{ Ave}_{n}(h)=c} 존재하며, h 는 평균값 (평균값 ) c를 가지고 있다고 한다.
Fq [X] 의 제타 함수 및 디리클레 시리즈 Fq [X]= A 를 유한장 Fq 위에 있는 다항식의 고리 가 되게 하라.
h 를 다항식 산술 함수(즉 , A를 초과하는 일항 다항식 집합에 대한 함수)로 한다.해당하는 Dirichlet 시리즈는 다음과 같이 정의된다.
D h ( s ) = ∑ f 단조로운 h ( f ) f − s , {\displaystyle D_{h}=\sum _{f{\text{monic}}h(f) f ^{-s}} 여기 서 g ∈ A {\displaystyle g\in A} 의 경우 g = q d e g ( g ) {\ displaystyle g =q ^{ deg (g)} 을( 를) 설정하고, g = 0 {\displaystyle g =0} 을(를 ) 다르게 설정하십시오.
다항식 제타 함수는 다음과 같다.
ζ A ( s ) = ∑ f 단조로운 f − s . {\displaystyle \zeta _{A}=\sum _{f{\text{monic}}f ^{-s}. } N 의 상황과 유사하게, 모든 Dirichlet 시리즈는 곱셈함수 h의 제품 표현(Uler 제품)을 가지고 있다.
D h ( s ) = ∏ P ( ∑ n = 0 ∞ h ( P n ) P − s n ) , {\displaystyle D_{h}=\prod _{p}(\sum _{n\mathop {=}0}^{}}}\fty }h(P^{n}),} 제품이 모든 단일 불분명한 다항식 P 에 걸쳐 실행되는 경우.
예를 들어, 제타 함수의 제품 표현은 정수: ζ A ( s ) = ∏ P ( 1 - P - s ) - 1 {\ displaystyle \zeta _{A}=\prod _{P}(1- P ^{-s})^{-1 }.
기존의 제타 함수 와는 달리 ζ A ( s ) {\displaystyle \zeta _{A}s} 는 단순한 이성 함수다.
ζ A ( s ) = ∑ f ( f − s ) = ∑ n ∑ 기름칠을 하다 ( f ) = n q − s n = ∑ n ( q n − s n ) = ( 1 − q 1 − s ) − 1 . {\displaystyle \jeta _{A}=\sum(f ^-s})=\sum _{n}\sum _{\deg(f)=n}q^{n-sn}=\sum _{n}={n}={n}=(1-q^{1-s})^{-1}. }
유사한 방법으로 f 와 g 가 두 다항식 산술 함수인 경우, 하나는 f * g , dirichlet convolution of f 와 g 를 정의한다.
( f ∗ g ) ( m ) = ∑ d ∣ m f ( m ) g ( m d ) = ∑ a b = m f ( a ) g ( b ) {\displaystyle {\d}(f*g)(m)&=\sum _{d\,\mid \,m}f(m)g(m)\leftg\frac {d}\오른쪽)\ \&=\sum _{ab\,=\,m}f(a)g(b)\end{aigned}}} 여기서 합계는 m 의 모든 단수 d 에 걸쳐 있거나, m 의 곱이 m인 단수 다항식의 모든 쌍(a , b )에 걸쳐 동등하게 확장된다. ID D h D g = D h ∗ g {\ displaystyle D_{h}D_{g}=D_{h*g}}} 는 여전히 고정되어 있다. 따라서 초등 이론에서와 마찬가지로 다항식 디리클레 시리즈와 제타 함수는 다항식의 맥락에서 평균값의 개념과 연관성이 있다. 다음의 예들이 그것을 예증한다.
예 Fq [X] 단위의 k번째 자유형 다항식 밀도 Δ (f ) {\displaystyle \ delta (f)} 을( 를) k번째 전원이 없는 경우 1로 정의하고, 그렇지 않은 경우 0으로 정의하십시오.
Δ {\displaystyle \delta } 의 평균값을 계산 하는데q , 이 값은 F[X ]에서 k번째 자유 다항식의 밀도 입니다. 정수와 같은 방식으로 계산한다.
Δ {\displaystyle \delta } 의 승수성 기준:
∑ f δ ( f ) f s = ∏ P ( ∑ j = 0 k − 1 ( P − j s ) ) = ∏ P 1 − P − s k 1 − P − s = ζ A ( s ) ζ A ( s k ) = 1 − q 1 − k s 1 − q 1 − s = ζ A ( s ) ζ A ( k s ) {\displaystyle \sum _{f}{\frac {\delta (f)}{f^{s}}}=\prod _{P}(\sum _{j\mathop {=} 0}^{k-1}(P ^{-js})) =\prod _{P}{\frac {1- P ^{-sk}}{1- P ^{-s}}}={\frac {\zeta _{A}(s)}{\zeta _{A}(sk)}}={\frac {1-q^{1-ks}}{1-q^{1-s}}}={\frac {\zeta _{A}(s)}{\zeta _{A}(ks)}}} k-th power monic power monic polynormals n 도수 를 denote b {\ displaystyle b_{n}} 를 나타냄.
∑ f δ ( f ) f s = ∑ n ∑ 반항하다 f = n δ ( f ) f − s = ∑ n b n q − s n . {\displaystyle \sum \{f}{\frac {\\f){s}}=\sum _{n}\sum _{n}f=n}\sum f ^{s}=\sum _{n}b_{n}q^{-sn}. } 대체 u = q - s {\ displaystyle u=q^{-s}} 을 (를) 만드는 방법:
1 − q u k 1 − q u = ∑ n = 0 ∞ b n u n . {\displaystyle {\frac {1-qu^{k}}{1-qu}=\sum _{n\mathop {=}{n}^{{n}b_{n}u^{n}. } 마지막으로 왼쪽을 기하학적 시계열로 확장하고 양쪽의 u n {\ displaystyle u^{n} 에 대한 계수를 비교하여 다음과 같이 결론을 내린다.
b n = { q n n ≤ k − 1 q n ( 1 − q 1 − k ) 그렇지 않으면 {\displaystyle b_{n}={\preas}\\\,q^{n}&n\leq k-1\\\\\;\,q^{n}(1-q^{1-k})&\text{case}}\case}}}}}
그러므로,
Ave n ( δ ) = 1 − q 1 − k = 1 ζ A ( k ) {\displaystyle {\text{ Ave}_{n}(\delta )=1-q^{1-k}={\frac {1}{\zeta _{A}(k)}}}}
그리고 n 에 의존하지 않기 때문에 이것은 또한 Δ ( f )의 평균값이다.
다항 분할 함수 Fq [X] 에서 정의한다.
σ k ( m ) = ∑ f m , 단조로운 f k . {\displaystyle \chma _{k}(m)=\sum _{f m,{\text{monic}}f ^{k}. } Ave n ( σ k ) {\displaystyle {\text{ Ave}_{n}(\sigma _{k}) for k ≥ 1 {\displaystyle k\geq 1 } .
첫째, 에 주목하라.
σ k ( m ) = h ∗ I ( m ) {\displaystyle \sigma _{k}(m)=h*\mathb {I}(m)}
여기서 h( f ) = f k {\ displaystyle h(f)=f ^{k} 및 I(f ) = 1 ∀ f {\ displaystyle \mathb {I}(f)=1\;\;\all {f }.
그러므로
∑ m σ k ( m ) m − s = ζ A ( s ) ∑ m h ( m ) m − s . {\displaystyle \sum _{m}\sigma _{k}(m) m ^{-s}=\zeta _{A}s(s)\sum _{m}h(m) m ^{-s}. } 대체 q - s = u {\displaystyle q^{-s}=u} 이 (가) 제공되며,
LHS = ∑n ( ∑ deg ( m ) = n σ k ( m ) u n {\ displaystyle {\text{ LHS}=\sum _{n}(\sum _{\deg(m)=n}\sigma _{k}(m)u^{n }}}}, 그리고 Cauchy 제품 에 의해 우리는, RHS = ∑ n q n ( 1 − s ) ∑ n ( ∑ 기름칠을 하다 ( m ) = n h ( m ) ) u n = ∑ n q n u n ∑ l q l q l k u l = ∑ n ( ∑ j = 0 n q n − j q j k + j ) = ∑ n ( q n ( 1 − q k ( n + 1 ) 1 − q k ) ) u n . {\displaystyle {\reasoned}{\text} RHS}}&=\sum _{n}q^{n(1-s)}\sum _{n}(\sum _{\deg(m)=n}h(m))u^{n}\\&=\sum _{n}q^{n}u^{n}\sum _{l}q^{l}q^{lk}u^{l}\\&=\sum _{n}(\sum _{j\mathop {=} 0}^{n}q^{n-j}q^{jk+j})\ \&=\sum _{n}(q^{n})({\frac {1-q^{k(n+1)}}{1-q^{k}}}{n})u^{n}. \end{정렬}}} 마침내 우리가 그걸 알아냈어
Ave n σ k = 1 − q k ( n + 1 ) 1 − q k . {\displaystyle {\text{ Ave}_{n}\sigma _{k}={\frac{1-q^{k(n+1)}}{1-q^{k}}}}. } 에 유의하십시오.
q n Ave n σ k = q n ( k + 1 ) ( 1 − q − k ( n + 1 ) 1 − q − k ) = q n ( k + 1 ) ( ζ ( k + 1 ) ζ ( k n + k + 1 ) ) {\displaystyle q^{n}{\text} Ave}_{n}\sigma _{k}=q^{n(k+1)}({\frac {1-q^{-k(n+1)}{1-q^{-k}}}=q^{n(k+1)}({\frac {\zeta(k+1){n+1}\zeta(k+1)){{{k+1){k+1} }})} 따라서 x = q n {\ displaystyle x=q^{n}} 를 설정하면 위의 결과가 읽힌다.
∑ 기름칠을 하다 ( m ) = n , m 단조로운 σ k ( m ) = x k + 1 ( ζ ( k + 1 ) ζ ( k n + k + 1 ) ) {\displaystyle \sum _{\sum(m)=n,m{\text{mic}}\ma_{k}=x^{k+1}({\frac {\zeta(k+1){\zeta(kn+k+1){\zeta(kn+1)) }})} 정수의 유사한 결과와 유사함:
∑ n ≤ x σ k ( n ) = ζ ( k + 1 ) k + 1 x k + 1 + O ( x k ) {\displaystyle \sum _{n\leq x}\sigma _{k}(n)={\frac {\zeta(k+1){k+1}{k+1}+1}+O(x^{k})}
구분자 수 d ( f ) {\displaystyle d(f)} 을(를) f의 단수(monic divisor) 수로 하고, D( n ) {\displaystyle D(n)} 을(를) 모든 단수 n의 d( f ) {\displaystyd(f) 의 합으로 한다 .
ζ A ( s ) 2 = ( ∑ h h − s ) ( ∑ g g − s ) = ∑ f ( ∑ h g = f 1 ) f − s = ∑ f d ( f ) f − s = D d ( s ) = ∑ n = 0 ∞ D ( n ) u n {\displaystyle \zeta _{A}(s)^{2}=(\sum _{h} h ^{-s})(\sum _{g} g ^{-s})=\sum _{f}(\sum _{hg=f}1) f ^{-s}=\sum _{f}d(f) f ^{-s}=D_{d}(s)=\sum _{n\mathop {=} 0}^{\infty }D(n)u^{n}}
여기서 u = q -s {\ displaystyle u=q^{-s }}.
오른쪽 측면을 파워 시리즈로 확장하면
D ( n ) = ( n + 1 ) q n . {\displaystyle D(n)=(n+1)q^{n}. } 대체 x = q n {\ displaystyle x=q^{n}} 위의 방정식은 다음과 같이 된다.
D ( n ) = x log q ( x ) + x {\displaystyle D(n)=x\log _{q}(x)+x} which resembles closely the analogous result for integers ∑ k = 1 n d ( k ) = x log x + ( 2 γ − 1 ) x + O ( x ) {\displaystyle \sum _{k\mathop {=} 1}^{n}d(k)=x\log x+(2\gamma -1)x+O({\sqrt {x}})} , where γ {\displaystyle \gamma } is Euler c 당장의 정수의 오차항은 잘 알려져 있지 않지만, 다항식의 경우에는 오차항이 없다! 이는 제타 함수 ζ A ( s ) {\displaystyle \zeta _{A }} 의 매우 단순한 성격과 0이 없기 때문이다.
다항식 폰 망골트 함수 다항식 폰 망골트 함수 는 다음과 같이 정의된다.
Λ A ( f ) = { 통나무를 하다 P 만일 f = P k 어느 정도의 전성기를 위해. P 및 정수 k ≥ 1 , 0 그렇지 않으면 {\displaystyle \Lambda _{A}(f)={\begin{case}\log P &{{\text}{{{f= P ^{k}{\text{{{prime monic}}}}}}}}}일부 프라임 모닉에 해당된다. P{\text{ 및 정수 }k\geq 1,\\0&{\text{notherwise. }}}\end{case}}
q 에 기초하여 로그를 취하는 경우.
제안. λ A {\ displaystyle \Lambda _{A} 의 평균값은 정확히 1 이다 .
증명. m 을 단일 다항식(m)으로 하고 , m = ∏ i = 1 l p i e {\ displaystyle m=\prod _{i\mathop {=}{}^{l}P_{i}^{e_{i}}}}}}}}}}} 는 m의 주요 분해물이다.
우리는 가지고 있다.
∑ f m Λ A ( f ) = ∑ ( i 1 , … , i l ) 0 ≤ i j ≤ e j Λ A ( ∏ j = 1 l P j i j ) = ∑ j = 1 l ∑ i = 1 e i Λ A ( P j i ) = ∑ j = 1 l ∑ i = 1 e i 통나무를 하다 P j = ∑ j = 1 l e j 통나무를 하다 P j = ∑ j = 1 l 통나무를 하다 P j e j = 통나무를 하다 ( ∏ i = 1 l P i e i ) = 통나무를 하다 ( m ) {\displaystyle{\begin{정렬}\sum _{fm}\Lambda _ᆮ(f)&,=\sum _{(i_{1},i_{나는},\ldots)0\leq i_{j}\leq e_{j}}\Lambda _ᆱ(\prod_{j\mathop{=}1}^{나는}P_{j}^{i_{j}})=\sum _{j\mathop{)}1}^{나는}\sum _{i\mathop{)}1}^{e_{나는}};=\sum _{j\mathop{)}1}^{l. _ᆶ(P_{j}^{나는})=\sum _{j\mathop{)}1}^{나는}\sum _{i\mathop{)}1}^{e_{나는}}\log P_{j}\\& \Lambda}e_{j}\l og P_{j} =\sum _{j}^{l}\log P_{j}}^{e_{j}}}=\log(\prod_{i\mathop {=}{{l}^{l}P_{i}^{i}^{i}}) \&=log(m)\end{liged}}}
그러므로,
I ⋅ Λ A ( m ) = 통나무를 하다 m {\displaystyle \mathb {I} \cdot \Lambda _{A}(m)=\log m } 그리고 우린 그걸 알아냈어
ζ A ( s ) D Λ A ( s ) = ∑ m l o g m m − s . {\displaystyle \zeta _{A}D_{\Lambda _{A}=\sum _{m}log m ^{-s}. } 자, 이제.
∑ m m s = ∑ n ∑ 기름칠을 하다 m = n u n = ∑ n q n u n = ∑ n q n ( 1 − s ) . {\displaystyle \sum \sum \m ^}=\sum }{n}{n}u^{n}=\sum _{n}q^{n}=\sum \n}q^{n}s. } 그러므로,
d d s ∑ m m s = − ∑ n 통나무를 하다 ( q n ) q n ( 1 − s ) = − ∑ n ∑ 기름칠을 하다 ( f ) = n 통나무를 하다 ( q n ) q − n s = − ∑ f 통나무를 하다 f f − s . {\displaystyle {\frac {d}{ds}}\sum _{m} m ^{s}=-\sum _{n}\log(q^{n})q^{n(1-s)}=-\sum _{n}\sum _{\deg(f)=n}\log(q^{n})q^{-ns}=-\sum _{f}\log f f ^{-s}. } 알아냈어:
D Λ A ( s ) = − ζ A ′ ( s ) ζ A ( s ) {\displaystyle D_{\lambda _{A}={\frac {-\zeta '_{A}}{\zeta _{A}}}}}} 자, 이제.
∑ m Λ A ( m ) m − s = ∑ n ( ∑ 기름칠을 하다 ( m ) = n Λ A ( m ) q − s m ) = ∑ n ( ∑ 기름칠을 하다 ( m ) = n Λ A ( m ) ) u n = − ζ A ′ ( s ) ζ A ( s ) = q 1 − s l o g ( q ) 1 − q 1 − s = 통나무를 하다 ( q ) ∑ n = 1 ∞ q n u n {\displaystyle \sum _{m}\Lambda _{A}(m) m ^{-s}=\sum _{n}(\sum _{\deg(m)=n}\Lambda _{A}(m)q^{-sm})=\sum _{n}(\sum _{\deg(m)=n}\Lambda _{A}(m))u^{n}={\frac {-\zeta '_{A}(s)}{\zeta _{A}(s)}}={\frac {q^{1-s}log(q)}{1-q^{1-s}}}=\log(q)\sum _{n\mathop {=} 1}^{\infty }q^{n}u^{n}} 그러므로,
∑ 기름칠을 하다 ( m ) = n Λ A ( m ) = q n 통나무를 하다 ( q ) , {\displaystyle \sum _{\deg(m)=n}\Lambda _{A}(m)=q^{n}\log(q),} 그리고 qn {\displaystyle q^{n} 로 나누면, 우리는 그것을 얻는다.
Ave n Λ A ( m ) = 통나무를 하다 ( q ) = 1. {\displaystyle {\text{ Ave}_{n}\Lambda _{A}(m)=\log(q)=1. } 다항식 오일러 토텐트 함수 Euler totential function polynormal alogue, φ{\displaystyle \Phi } 을(를) 그룹 내 요소 수(A / fA ) 로 정의하십시오. {\ displaystyle(A/fA)^{*}}}.
∑ 기름칠을 하다 f = n , f 단조로운 Φ ( f ) = q 2 n ( 1 − q − 1 ) . {\displaystyle \sum _{\deg f=n,f{\text{monic}}\Phi(f)=q^{2n}(1-q^{-1}) }
참고 항목 참조 Hardy, G. H. ; Wright, E. M. (2008) [1938]. An Introduction to the Theory of Numbers . Revised by D. R. Heath-Brown and J. H. Silverman . Foreword by Andrew Wiles . (6th ed.). Oxford: Oxford University Press . ISBN 978-0-19-921986-5 . MR 2445243 . Zbl 1159.11001 . 347-360 페이지 Gérald Tenenbaum (1995). Introduction to Analytic and Probabilistic Number Theory . Cambridge studies in advanced mathematics. Vol. 46. Cambridge University Press . pp. 36–55. ISBN 0-521-41261-7 . Zbl 0831.11001 . Tom M. Apostol (1976), Introduction to Analytic Number Theory , Springer Undergraduate Texts in Mathematics , ISBN 0-387-90163-9 Michael Rosen (2000), Number Theory in Function Fields , Springer Graduate Texts In Mathematics, ISBN 0-387-95335-3 Hugh L. Montgomery; Robert C. Vaughan (2006), Multiplicative Number Theory , Cambridge University Press, ISBN 978-0521849036 Michael Baakea; Robert V. Moodyb; Peter A.B. Pleasantsc (2000), Diffraction from visible lattice points and kth power free integers , Discrete Mathematics- Journal