"디리클레 L-함수"의 두 판 사이의 차이
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− | * | + | * primitive인(즉, q보다 작은 주기를 갖지 않는) [[디리클레 캐릭터]]<math>\chi \colon(\mathbb{Z}/q\mathbb{Z})^\times \to \mathbb C^{\times}</math> 에 대하여, 디리클레 L-함수를 다음과 같이 정의함.:<math>L(s, \chi) = \sum_{n\geq 1}\frac{\chi(n)}{n^s}, s>1</math> |
− | + | * 위에 등장하는 준동형사상의 일반적인 이론에 대해서는 [[순환군과 유한아벨군의 표현론|순환군의 표현론]]과 [[유한군의 표현론]] 항목을 참조 | |
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+ | * [[디리클레 베타함수]] <math>q=4</math>, <math>\chi(1)=1</math>, <math>\chi(-1)=-1</math> 인 경우 | ||
+ | * 이차수체 <math>K</math>, <math>d_K</math>는 판별식 | ||
+ | * <math>d_K</math>를 나누지 않는 소수 <math>p</math>에 대하여 <math>\chi(p)=\left(\frac{d_K}{p}\right)</math> 를 만족시키는 준동형사상 <math>\chi \colon(\mathbb{Z}/d_K\mathbb{Z})^\times \to \mathbb C^{\times}</math> | ||
+ | * 다음과 같이 정의된 L-함수는 이차수체 <math>K</math>를 이해하는 중요한 도구. 이에 대해서는 [[데데킨트 제타함수]] 항목을 참조:<math>L_{d_K}(s):=L(s, \chi)</math> | ||
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− | <math>L( | + | * [[후르비츠 제타함수(Hurwitz zeta function)]]를 통한 방법이 있음 |
+ | * [[리만제타함수]]의 해석적확장과 같이 멜린변환을 이용할 수 있음 | ||
+ | * [[감마함수]]의 성질 | ||
+ | :<math>\int_0^\infty e^{-nt} t^{s} \frac{dt}{t} = \frac{\Gamma(s)}{n^s}</math> | ||
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+ | :<math>\Gamma(s)L(s, \chi)= \int_0^\infty (\sum_{n\geq 1}\chi(n)e^{-nt})t^{s}\frac{dt}{t}</math> | ||
+ | * <math>g(y)=\chi(1)y+\cdots+\chi(q-1)y^{q-1}</math> 으로 두면, | ||
+ | :<math>\sum_{n\geq 1}\chi(n)y^n=\frac{g(y)}{1-y^q}, \quad 0<y<1</math> | ||
+ | * <math>g(y)</math>는 <math>y</math>와 <math>1-y</math>를 인수로 가지므로, 적당한 다항식 <math>h(y)</math>에 대하여 <math>g(y)=y(1-y)h(y)</math>로 표현가능:<math>\sum_{n\geq 1}\chi(n)y^n=y(\frac{h(y)}{1+y+\cdots+y^{q-1}})=yk(y)</math> | ||
+ | 여기서 <math>k(y)</math>는 <math>C^{\infty}([0,1])</math>이고 유계가 됨 | ||
+ | * 디리클레 L-함수는 다음을 만족시킴:<math>L(s, \chi)=\frac{1}{\Gamma(s)} \int_0^\infty k(e^{-t})e^{-t}t^{s}\frac{dt}{t}=\frac{1}{\Gamma(s)} \int_0^\infty l(t)e^{-t}t^{s}\frac{dt}{t}</math> | ||
+ | * 위의 식에서 <math>l(t)</math>와 그 도함수들은 유계인 함수이므로, [[감마함수]]의 해석적확장에서와 마찬가지로, <math>\int_0^\infty l(t)e^{-t}t^{s}\frac{dt}{t}</math>는 <math>s=0,-1,-2,\cdots</math>에서 단순 pole을 갖게 된다. | ||
+ | * 따라서 <math>L(s, \chi)</math>는 모든 복소평면에서 해석인 함수로 확장됨 | ||
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− | + | * L-함수를 약간 변형하여 다음과 같이 함수를 정의:<math>\Lambda(s,\chi)=(\frac{\pi}{q})^{-{(s+a_{\chi})}/{2}}\Gamma(\frac{s+a_{\chi}}{2})L(s,\chi)</math> | |
+ | * 다음 함수방정식을 만족시킴:<math>\Lambda(1-s,\overline{\chi})=\frac{i^{a_{\chi}}\sqrt{q}}{\tau(\chi)}\Lambda(s,\chi)</math> | ||
+ | * 위에서 사용된 기호에 대한 설명:<math>a_{\chi}=\frac{1-\chi(-1)}{2}</math> | ||
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+ | ** <math>q=4</math>, <math>\chi(-1)=-1</math>, <math>a_{\chi}=1</math> 인 경우에 해당 | ||
+ | ** <math>\Lambda(s)=(\frac{\pi}{4})^{-{(s+1)}/{2}}\Gamma(\frac{s+1}{2})\beta(s)</math> | ||
+ | ** 가우스합은 <math>\tau(\chi)=2i</math>이므로 함수방정식은 다음과 같음:<math>\Lambda(s)=\Lambda(1-s)</math> | ||
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+ | ** <math>q=3</math>, <math>\chi(a)=\left(\frac{a}{q}\right)</math>, <math>\chi(-1)=-1</math>, <math>a_{\chi}=1</math> 인 경우에 해당 | ||
+ | ** <math>\Lambda(s)=(\frac{\pi}{3})^{-{(s+1)}/{2}}\Gamma(\frac{s+1}{2})L_{-3}(s)</math> | ||
+ | ** 가우스합은 <math>\tau(\chi)=\sqrt{3}i</math> 이므로 함수방정식은 다음과 같음:<math>\Lambda(s)=\Lambda(1-s)</math> | ||
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+ | * <math>s=1</math> 에서의 값이 중요한 이유 | ||
+ | ** <math>\chi\neq 1</math> 인 경우에 대해서, 디리클레는 <math>L(1,\chi)\neq 0 </math> 임을 보여 [[등차수열의 소수분포에 관한 디리클레 정리]]를 증명하였다 | ||
+ | ** 이차수체 <math>K</math>의 경우 <math>L_{d_K}(1)</math> 의 값은 [[이차 수체에 대한 디리클레 유수 (class number) 공식]] 과 밀접하게 관련되어 있음 | ||
+ | * [[디리클레 L-함수의 special values]] 항목 참조 | ||
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− | <math>L | + | * 복소이차수체 <math>K</math>, <math>d_K</math>는 판별식이라 하면, [[이차 수체에 대한 디리클레 유수 (class number) 공식]]에 의하여 다음이 성립한다 |
+ | :<math>L(1,\chi)=L_{d_K}(1)=\frac{2\pi h_K}{w_K \cdot \sqrt{|d_K|}}</math> | ||
+ | * [[디리클레 L-함수의 미분]] 항목 참조 | ||
+ | :<math>L_{d_K}'(1)=\frac{2\pi h_K(\gamma+\ln 2\pi)}{w_K \cdot \sqrt{|d_K|}}-\frac{\pi}{\sqrt{|d_K|}}\sum_{(a,d_K)=1}\chi(a)\log\Gamma (\frac{a}{|d_K|})</math> | ||
+ | * 예 | ||
+ | :<math>L_{-4}'(1)=\frac{\pi}{4}(\gamma+\ln 2\pi)-\frac{\pi}{2}\ln(\frac{\Gamma(1/4)}{\Gamma(3/4)})</math> | ||
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+ | * 일반화된 리만 가설 | ||
+ | * 지겔 영점 http://en.wikipedia.org/wiki/Siegel_zero | ||
+ | * L(1/2) 의 값은? | ||
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+ | * [[디리클레 L-함수의 미분]] | ||
* [[후르비츠 제타함수(Hurwitz zeta function)]] | * [[후르비츠 제타함수(Hurwitz zeta function)]] | ||
+ | * [[이차 수체에 대한 디리클레 유수 (class number) 공식]] | ||
+ | * [[가우스 합]] | ||
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* http://en.wikipedia.org/wiki/Dirichlet_L-function | * http://en.wikipedia.org/wiki/Dirichlet_L-function | ||
* http://en.wikipedia.org/wiki/Generalized_Riemann_hypothesis | * http://en.wikipedia.org/wiki/Generalized_Riemann_hypothesis | ||
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− | + | ==관련도서== | |
− | + | * Harold Davenport, [http://books.google.com/books?id=U91lsCaJJmsC Multiplicative Number Theory] (Graduate Texts in Mathematics, Vol. 74) | |
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− | + | ==관련논문== | |
+ | * Khan, Rizwanur, and Hieu T. Ngo. “Nonvanishing of Dirichlet L-Functions.” arXiv:1512.04030 [math], December 13, 2015. http://arxiv.org/abs/1512.04030. | ||
+ | * Omar, Sami, Raouf Ouni, and Kamel Mazhouda. “On the Zeros of Dirichlet <math>L</math>-Functions.” arXiv:1507.03431 [math], July 13, 2015. http://arxiv.org/abs/1507.03431. | ||
+ | * Veklych, Bogdan. ‘A One-Formula Proof of the Nonvanishing of L-Functions of Real Characters at 1’. arXiv:1412.5162 [math], 15 December 2014. http://arxiv.org/abs/1412.5162. | ||
+ | * Mathar, Richard J. “Table of Dirichlet L-Series and Prime Zeta Modulo Functions for Small Moduli.” arXiv:1008.2547 [math], August 15, 2010. http://arxiv.org/abs/1008.2547. | ||
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+ | [[분류:특수함수]] | ||
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− | * [ | + | ===위키데이터=== |
− | * [ | + | * ID : [https://www.wikidata.org/wiki/Q1773226 Q1773226] |
− | + | ===Spacy 패턴 목록=== | |
+ | * [{'LOWER': 'siegel'}, {'LEMMA': 'zero'}] |
2021년 2월 17일 (수) 04:03 기준 최신판
개요
- 리만제타함수의 일반화
- primitive인(즉, q보다 작은 주기를 갖지 않는) 디리클레 캐릭터\(\chi \colon(\mathbb{Z}/q\mathbb{Z})^\times \to \mathbb C^{\times}\) 에 대하여, 디리클레 L-함수를 다음과 같이 정의함.\[L(s, \chi) = \sum_{n\geq 1}\frac{\chi(n)}{n^s}, s>1\]
- 위에 등장하는 준동형사상의 일반적인 이론에 대해서는 순환군의 표현론과 유한군의 표현론 항목을 참조
예
- 리만제타함수는 \(q=1\), \(\chi=1\) 인 경우에 해당
- 디리클레 베타함수 \(q=4\), \(\chi(1)=1\), \(\chi(-1)=-1\) 인 경우
- 이차수체 \(K\), \(d_K\)는 판별식
- \(d_K\)를 나누지 않는 소수 \(p\)에 대하여 \(\chi(p)=\left(\frac{d_K}{p}\right)\) 를 만족시키는 준동형사상 \(\chi \colon(\mathbb{Z}/d_K\mathbb{Z})^\times \to \mathbb C^{\times}\)
- 다음과 같이 정의된 L-함수는 이차수체 \(K\)를 이해하는 중요한 도구. 이에 대해서는 데데킨트 제타함수 항목을 참조\[L_{d_K}(s):=L(s, \chi)\]
해석적 확장
- 후르비츠 제타함수(Hurwitz zeta function)를 통한 방법이 있음
- 리만제타함수의 해석적확장과 같이 멜린변환을 이용할 수 있음
- 감마함수의 성질
\[\int_0^\infty e^{-nt} t^{s} \frac{dt}{t} = \frac{\Gamma(s)}{n^s}\] 을 이용하여, 다음과 같이 쓸 수 있다 \[\Gamma(s)L(s, \chi)= \int_0^\infty (\sum_{n\geq 1}\chi(n)e^{-nt})t^{s}\frac{dt}{t}\]
- \(g(y)=\chi(1)y+\cdots+\chi(q-1)y^{q-1}\) 으로 두면,
\[\sum_{n\geq 1}\chi(n)y^n=\frac{g(y)}{1-y^q}, \quad 0<y<1\]
- \(g(y)\)는 \(y\)와 \(1-y\)를 인수로 가지므로, 적당한 다항식 \(h(y)\)에 대하여 \(g(y)=y(1-y)h(y)\)로 표현가능\[\sum_{n\geq 1}\chi(n)y^n=y(\frac{h(y)}{1+y+\cdots+y^{q-1}})=yk(y)\]
여기서 \(k(y)\)는 \(C^{\infty}([0,1])\)이고 유계가 됨
- 디리클레 L-함수는 다음을 만족시킴\[L(s, \chi)=\frac{1}{\Gamma(s)} \int_0^\infty k(e^{-t})e^{-t}t^{s}\frac{dt}{t}=\frac{1}{\Gamma(s)} \int_0^\infty l(t)e^{-t}t^{s}\frac{dt}{t}\]
- 위의 식에서 \(l(t)\)와 그 도함수들은 유계인 함수이므로, 감마함수의 해석적확장에서와 마찬가지로, \(\int_0^\infty l(t)e^{-t}t^{s}\frac{dt}{t}\)는 \(s=0,-1,-2,\cdots\)에서 단순 pole을 갖게 된다.
- 따라서 \(L(s, \chi)\)는 모든 복소평면에서 해석인 함수로 확장됨
함수방정식
- L-함수를 약간 변형하여 다음과 같이 함수를 정의\[\Lambda(s,\chi)=(\frac{\pi}{q})^{-{(s+a_{\chi})}/{2}}\Gamma(\frac{s+a_{\chi}}{2})L(s,\chi)\]
- 다음 함수방정식을 만족시킴\[\Lambda(1-s,\overline{\chi})=\frac{i^{a_{\chi}}\sqrt{q}}{\tau(\chi)}\Lambda(s,\chi)\]
- 위에서 사용된 기호에 대한 설명\[a_{\chi}=\frac{1-\chi(-1)}{2}\]
예1
- 디리클레 베타함수의 경우
- \(q=4\), \(\chi(-1)=-1\), \(a_{\chi}=1\) 인 경우에 해당
- \(\Lambda(s)=(\frac{\pi}{4})^{-{(s+1)}/{2}}\Gamma(\frac{s+1}{2})\beta(s)\)
- 가우스합은 \(\tau(\chi)=2i\)이므로 함수방정식은 다음과 같음\[\Lambda(s)=\Lambda(1-s)\]
예2
- \(\mathbb{Q}(\sqrt{-3})\)
- \(q=3\), \(\chi(a)=\left(\frac{a}{q}\right)\), \(\chi(-1)=-1\), \(a_{\chi}=1\) 인 경우에 해당
- \(\Lambda(s)=(\frac{\pi}{3})^{-{(s+1)}/{2}}\Gamma(\frac{s+1}{2})L_{-3}(s)\)
- 가우스합은 \(\tau(\chi)=\sqrt{3}i\) 이므로 함수방정식은 다음과 같음\[\Lambda(s)=\Lambda(1-s)\]
\(L(1,\chi)의 값\)
- \(s=1\) 에서의 값이 중요한 이유
- \(\chi\neq 1\) 인 경우에 대해서, 디리클레는 \(L(1,\chi)\neq 0 \) 임을 보여 등차수열의 소수분포에 관한 디리클레 정리를 증명하였다
- 이차수체 \(K\)의 경우 \(L_{d_K}(1)\) 의 값은 이차 수체에 대한 디리클레 유수 (class number) 공식 과 밀접하게 관련되어 있음
- 디리클레 L-함수의 special values 항목 참조
\(L'(1,\chi)\) 의 값
- 복소이차수체 \(K\), \(d_K\)는 판별식이라 하면, 이차 수체에 대한 디리클레 유수 (class number) 공식에 의하여 다음이 성립한다
\[L(1,\chi)=L_{d_K}(1)=\frac{2\pi h_K}{w_K \cdot \sqrt{|d_K|}}\]
- 디리클레 L-함수의 미분 항목 참조
\[L_{d_K}'(1)=\frac{2\pi h_K(\gamma+\ln 2\pi)}{w_K \cdot \sqrt{|d_K|}}-\frac{\pi}{\sqrt{|d_K|}}\sum_{(a,d_K)=1}\chi(a)\log\Gamma (\frac{a}{|d_K|})\]
- 예
\[L_{-4}'(1)=\frac{\pi}{4}(\gamma+\ln 2\pi)-\frac{\pi}{2}\ln(\frac{\Gamma(1/4)}{\Gamma(3/4)})\]
역사
메모
- 일반화된 리만 가설
- 지겔 영점 http://en.wikipedia.org/wiki/Siegel_zero
- L(1/2) 의 값은?
관련된 항목들
사전 형태의 자료
- http://ko.wikipedia.org/wiki/
- http://en.wikipedia.org/wiki/Dirichlet_L-function
- http://en.wikipedia.org/wiki/Generalized_Riemann_hypothesis
관련도서
- Harold Davenport, Multiplicative Number Theory (Graduate Texts in Mathematics, Vol. 74)
관련논문
- Khan, Rizwanur, and Hieu T. Ngo. “Nonvanishing of Dirichlet L-Functions.” arXiv:1512.04030 [math], December 13, 2015. http://arxiv.org/abs/1512.04030.
- Omar, Sami, Raouf Ouni, and Kamel Mazhouda. “On the Zeros of Dirichlet \(L\)-Functions.” arXiv:1507.03431 [math], July 13, 2015. http://arxiv.org/abs/1507.03431.
- Veklych, Bogdan. ‘A One-Formula Proof of the Nonvanishing of L-Functions of Real Characters at 1’. arXiv:1412.5162 [math], 15 December 2014. http://arxiv.org/abs/1412.5162.
- Mathar, Richard J. “Table of Dirichlet L-Series and Prime Zeta Modulo Functions for Small Moduli.” arXiv:1008.2547 [math], August 15, 2010. http://arxiv.org/abs/1008.2547.
메타데이터
위키데이터
- ID : Q1773226
Spacy 패턴 목록
- [{'LOWER': 'siegel'}, {'LEMMA': 'zero'}]