دالة زيتا المتعددة
في الرياضيات ، تُعد دوال زيتا المتعددة تعميمات لدالة زيتا لريمان ، المعرفة بواسطة
وتتقارب عندما يكون Re( s1 ) + ... + Re ( si ) > i لجميع قيم i . ومثل دالة زيتا لريمان، يمكن تمديد دوال زيتا المتعددة تحليليًا لتكون دوالًا ميرومورفية (انظر، على سبيل المثال، Zhao (1999)). عندما تكون s1 ، ...، sk جميعها أعدادًا صحيحة موجبة (مع s1 > 1) ، تُسمى هذه المجاميع غالبًا قيم زيتا المتعددة (MZVs) أو مجاميع أويلر . ويمكن أيضًا اعتبار هذه القيم قيمًا خاصة للوغاريتمات المتعددة. [ 1 ] [ 2 ]
يُطلق على k في التعريف أعلاه اسم "عمق" MZV، ويُعرف n = s 1 + ... + s k باسم "الوزن". [ 3 ]
تتمثل الطريقة المختصرة القياسية لكتابة دوال زيتا المتعددة في وضع سلاسل متكررة من الوسيط بين قوسين معقوفين واستخدام رمز مرتفع للإشارة إلى عدد مرات التكرار. على سبيل المثال،
تعريف
تنشأ دوال زيتا المتعددة كحالات خاصة من اللوغاريتمات المتعددة
وهي تعميمات لدوال اللوغاريتم المتعدد . عندما تكون جميعهي الجذور النونية للوحدة وإذا كانت جميعها أعدادًا صحيحة غير سالبة، فإن قيم اللوغاريتم المتعدد المتعدد تسمى قيم زيتا المتعددة الملونة من المستوىوخاصة عندماتُسمى هذه القيم بمجاميع أويلر أو قيم زيتا المتعددة المتناوبة ، وعندماتُسمى ببساطة قيم زيتا المتعددة. وغالبًا ما تُكتب قيم زيتا المتعددة
وتُكتب مجاميع أويلر
أينأحيانًا، يكتب المؤلفون شريطًا فوقبما يتوافق معيساويعلى سبيل المثال
- .
البنية والهويات المتكاملة
لاحظ كونتسيفيتش أنه من الممكن التعبير عن قيم زيتا المتعددة الملونة (وبالتالي حالاتها الخاصة) كتكاملات متعددة المتغيرات معينة . غالبًا ما تُذكر هذه النتيجة باستخدام اصطلاح للتكاملات المتكررة، حيث
باستخدام هذا الاصطلاح، يمكن صياغة النتيجة على النحو التالي: [ 2 ]
- أينل.
تُعد هذه النتيجة مفيدة للغاية نظرًا لنتيجة معروفة تتعلق بمنتجات التكاملات المتكررة، وهي أن
- أينوهي المجموعة المتناظرة علىالرموز.
لاستخدام هذا في سياق قيم زيتا المتعددة، حدد،أن يكون أحاديًا حرًا مُوَلَّدًا بواسطةوأن تكون حراً- فضاء متجهي مُوَلَّد بواسطة.يمكن تزويدها بضرب التبديل ، مما يحولها إلى جبر . بعد ذلك، يمكن اعتبار دالة زيتا المتعددة بمثابة خريطة تقييم، حيث نحدد،، وتحديد
- لأي،
مما يجعل ، بحسب الهوية التكاملية المذكورة آنفاً
ثم، تعطي الهوية التكاملية على المنتجات [ 2 ]
حالة ذات معيارين
في الحالة الخاصة التي تحتوي على معلمتين فقط لدينا (مع s > 1 و n و m أعداد صحيحة): [ 4 ]
- أينهي الأعداد التوافقية المعممة .
من المعروف أن دوال زيتا المتعددة تحقق ما يُعرف بازدواجية MZV، وأبسط مثال على ذلك هو متطابقة أويلر الشهيرة :
حيث تمثل H n الأرقام التوافقية .
القيم الخاصة لدوال زيتا المزدوجة، مع s > 0 وزوجي ، t > 1 وفردي ، ولكن s + t = 2 N +1 (مع الأخذ إذا لزم الأمر ζ (0) = 0): [ 4 ]
| s | ت | القيمة التقريبية | صيغ صريحة | OEIS |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 2 | 0.811742425283353643637002772406 | A197110 | |
| 3 | 2 | 0.228810397603353759768746148942 | A258983 | |
| 4 | 2 | 0.088483382454368714294327839086 | A258984 | |
| 5 | 2 | 0.038575124342753255505925464373 | A258985 | |
| 6 | 2 | 0.017819740416835988362659530248 | A258947 | |
| 2 | 3 | 0.711566197550572432096973806086 | A258986 | |
| 3 | 3 | 0.213798868224592547099583574508 | A258987 | |
| 4 | 3 | 0.085159822534833651406806018872 | A258988 | |
| 5 | 3 | 0.037707672984847544011304782294 | A258982 | |
| 2 | 4 | 0.674523914033968140491560608257 | A258989 | |
| 3 | 4 | 0.207505014615732095907807605495 | A258990 | |
| 4 | 4 | 0.083673113016495361614890436542 | A258991 |
لاحظ أنه إذالديناغير قابلة للاختزال، أي لا يمكن كتابة هذه القيم الافتراضية كدالة لـفقط. [ 5 ]
حالة ثلاثة معايير
في الحالة الخاصة التي تتضمن ثلاثة معلمات فقط (مع a > 1 و n و j و i أعداد صحيحة):
صيغة انعكاس أويلر
تحقق قيم MZV المذكورة أعلاه صيغة انعكاس أويلر :
- ل
باستخدام علاقات التبديل، من السهل إثبات ما يلي: [ 5 ]
- ل
يمكن اعتبار هذه الدالة بمثابة تعميم لصيغ الانعكاس.
المجاميع المتناظرة بدلالة دالة زيتا
يتركوقسممن المجموعة، يترك. كذلك، بالنظر إلى مثل هذاو k -tupleتعريف الأسس.
العلاقات بينونكون: و
النظرية 1 (هوفمان)
لأي شخص حقيقي،.
البرهان. افترضجميعها متميزة. (لا يوجد فقدان للعمومية، حيث يمكننا أخذ النهايات). يمكن كتابة الطرف الأيسر على النحو التالي: والآن أفكر في التناظر
مجموعةكما هو الحال عند العمل على k -tupleمن الأعداد الصحيحة الموجبة. مجموعة k -tuple معطاةله مجموعة تماثل
وقسم مرتبط بهل:هي مجموعة فئات التكافؤ للعلاقة المعطاة بواسطةإذا، ووالآن المصطلحيحدث على الجانب الأيسر منبالضبطمرات. يحدث ذلك على الجانب الأيمن في تلك المصطلحات المقابلة للتقسيماتوهي تحسينات لـ: التأجيريدل على التحسين،يحدثمرات. وبالتالي، ستتحقق النتيجة إذا لأي مجموعة kوالتقسيم المرتبط بهولرؤية ذلك، لاحظ أنيحسب التباديل التي لها نوع الدورة المحدد بواسطةبما أن أي عناصر منيحتوي على نوع دورة فريد محدد بواسطة قسم يقوم بتحسينه[ 6 ]
لتقول النظرية لهذه هي النتيجة الرئيسية لـ [ 7 ]
امتلاك. ولبيان نظير النظرية 1 لـنحتاج إلى بت واحد من الترميز. بالنسبة للتقسيم
ل، يترك.
النظرية 2 (هوفمان)
لأي شخص حقيقي،.
البرهان. نتبع نفس مسار الحجة كما في البرهان السابق. يصبح الطرف الأيسر الآن ومصطلح يحدث ذلك على الجانب الأيسر لأنه مرة واحدة إذا كان كلمتميزة، وليست كذلك على الإطلاق بخلاف ذلك. لذا، يكفي أن نوضح (1)
ولإثبات ذلك، لاحظ أولاً أن إشارةتكون موجبة إذا كانت تباديل نوع الدورةتكون الأعداد زوجية ، وسالبة إذا كانت فردية ؛ وبالتالي، فإن الطرف الأيسر من المعادلة (1) هو المجموع الموقّع لعدد التبديلات الزوجية والفردية في مجموعة التناظر.لكن مجموعة التناظر هذه تحتوي على أعداد متساوية من التباديل الزوجية والفردية ما لم تكن تافهة، أي ما لم يكن التقسيم المرتبط بها يكون [ 6 ]
تخمينات المجموع والازدواجية
المصدر: [ 6 ]
نذكر أولاً تخمين المجموع، والذي يعود إلى سي. موين. [ 8 ]
تخمين المجموع (هوفمان). بالنسبة للأعداد الصحيحة الموجبة k و n ، حيث يتم تمديد المجموع على k -tuplesمن الأعداد الصحيحة الموجبة مع.
ثلاث ملاحظات بخصوص هذه الفرضية جديرة بالذكر. أولاً، إنها تعني ثانيًا، في هذه الحالةيقول ذلكأو باستخدام العلاقة بينووالنظرية 1،
أثبت أويلر ذلك [ 9 ] ، وأُعيد اكتشافه عدة مرات، لا سيما من قِبل ويليامز [ 10 ] . وأخيرًا، أثبت سي. موين [ 8 ] نفس التخمين لـ k = 3 بحجج مطولة ولكنها أولية. بالنسبة لتخمين الازدواجية، نُعرّف أولًا عملية الالتفاف.في موقع التصويرمن المتتاليات المنتهية من الأعداد الصحيحة الموجبة التي يكون عنصرها الأول أكبر من 1. ليكنلتكن مجموعة المتتاليات المنتهية المتزايدة تمامًا من الأعداد الصحيحة الموجبة، ولتكن لتكن الدالة التي ترسل سلسلة فيإلى سلسلة المجاميع الجزئية الخاصة بها. إذاهي مجموعة المتتاليات فيالعنصر الأخير منه على الأكثرلدينا عمليتان متداخلتان للتنقلوعلىمحدد بواسطة و = مكمل لـفيمرتبة تصاعديًا. تعريفنا لـيكونلمع.
على سبيل المثال، سنقول التسلسلاتومتناظران مع بعضهما البعض، ويشيران إلى متتالية محددة بواسطةباعتبارها مزدوجة ذاتيًا. [ 6 ]
تخمين الازدواجية (هوفمان). إذاهو مزدوج لـ، ثم.
تُعرف هذه الفرضية الجماعية أيضًا باسم نظرية المجموع ، ويمكن التعبير عنها على النحو التالي: قيمة زيتا لريمان لعدد صحيح n ≥ 2 تساوي مجموع جميع قيم زيتا لريمان الصالحة (أي التي يكون فيها s 1 > 1) للتقسيمات ذات الطول k والوزن n ، حيث 1 ≤ k ≤ n − 1. في الصيغة: [ 3 ]
على سبيل المثال، مع طول k = 2 ووزن n = 7:
مجموع أويلر مع جميع التناوبات الممكنة للإشارة
يظهر مجموع أويلر مع تناوب الإشارة في دراسات مجموع أويلر غير المتناوب. [ 5 ]
الترميز
- مع هي الأعداد التوافقية المعممة .
- مع
- مع
- مع
كصيغة معدلة لدالة إيتا ديريشليه، نُعرّف
- مع
صيغة الانعكاس
صيغة الانعكاسويمكن تعميم ذلك على النحو التالي:
لولدينا
علاقات أخرى
باستخدام تعريف المتسلسلة، من السهل إثبات ما يلي:
- مع
- مع
ومن العلاقات المفيدة الأخرى ما يلي: [ 5 ]
أينو
لاحظ أنيجب استخدامها لجميع القيموالتي يكون فيها وسيط المضروب
نتائج أخرى
لجميع الأعداد الصحيحة الموجبة:
- أو بشكل أعم:
قيم زيتا مورديل-تورنهايم
تُعرَّف دالة زيتا لمورديل-تورنهايم، التي قدمها ماتسوموتو (2003) الذي استلهمها من ورقتي مورديل (1958) وتورنهايم (1950) ، بواسطة
إنها حالة خاصة من دالة زيتا شينتاني .
مراجع
- تورنهايم، ليونارد (1950). " المتسلسلة التوافقية المزدوجة". المجلة الأمريكية للرياضيات . 72 (2): 303-314 . doi : 10.2307/2372034 . ISSN 0002-9327 . JSTOR 2372034. MR 0034860 .
- مورديل، لويس ج. (1958). "حول تقييم بعض المتسلسلات المتعددة". مجلة الجمعية الرياضية بلندن . السلسلة الثانية. 33 (3): 368-371 . doi : 10.1112/jlms/s1-33.3.368 . ISSN 0024-6107 . MR 0100181 .
- أبوستول، توم م.؛ فو، ثينو هـ. (1984)، "متسلسلات ديريشليه المتعلقة بدالة زيتا لريمان"، مجلة نظرية الأعداد ، 19 (1): 85-102 ، doi : 10.1016/0022-314X(84)90094-5 ، ISSN 0022-314X ، MR 0751166
- كراندال، ريتشارد إي.؛ بولر، جو ب. (1994). "حول تقييم مجاميع أويلر" . الرياضيات التجريبية . 3 (4): 275. doi : 10.1080/10586458.1994.10504297 . MR 1341720 .
- بورواين، جوناثان م.؛ جيرجينسون، رولاند (1996). "تقييم مجاميع أويلر الثلاثية" . المجلة الإلكترونية للتوافقية 3 (1): #R23. doi : 10.37236/1247 . hdl : 1959.13/940394 . MR 1401442 .
- فلاجو، فيليب؛ سالفي، برونو (1998). "مجاميع أويلر وتمثيلات التكامل الكفافي" . الرياضيات التجريبية 7 : 15-35 . CiteSeerX 10.1.1.37.652 . doi : 10.1080/10586458.1998.10504356 .
- تشاو، جيان تشيانغ (1999). "الاستمرار التحليلي لدوال زيتا المتعددة" . وقائع الجمعية الرياضية الأمريكية . 128 (5): 1275-1283 . doi : 10.1090/S0002-9939-99-05398-8 . MR 1670846 .
- ماتسوموتو، كوهجي (2003)، "حول مورديل-تورنهايم ودوال زيتا المتعددة الأخرى"، وقائع جلسة نظرية الأعداد التحليلية والمعادلات الديوفانتية ، منشورات بون الرياضية، المجلد 360، بون: جامعة بون، MR 2075634
- إسبينوزا، أوليفييه؛ مول، فيكتور هوغو (2008). "تقييم مجاميع تورنهايم المزدوجة". arXiv : math/0505647 .
- إسبينوزا، أوليفييه؛ مول، فيكتور هوغو (2010). "تقييم مجاميع تورنهايم المزدوجة II". مجلة رامانوجان ، 22 : 55-99 . arXiv : 0811.0557 . doi : 10.1007/s11139-009-9181-1 . MR 2610609. S2CID 17055581 .
- بورواين، ج.م .؛ تشان، أ.ي. (2010). "الازدواجية في ذيول قيم زيتا المتعددة". المجلة الدولية لنظرية الأعداد . 6 (3): 501-514 . CiteSeerX 10.1.1.157.9158 . doi : 10.1142/S1793042110003058 . MR 2652893 .
- باسو، أنكور (2011) . "حول تقييم مجاميع تورنهايم والمجاميع المزدوجة ذات الصلة". مجلة رامانوجان ، 26 (2): 193-207 . doi : 10.1007/s11139-011-9302-5 . MR 2853480. S2CID 120229489 .
ملحوظات
- ↑ تشاو، جيان تشيانغ (2010). "العلاقات القياسية لقيم متعددة اللوغاريتمات عند جذور الوحدة" . دوكيومنتا ماثيماتيكا . 15 : 1-34 . arXiv : 0707.1459 . doi : 10.4171/dm/291 .
- 1 2 3 تشاو، جيان تشيانغ (2016). دوال زيتا المتعددة، واللوغاريتمات المتعددة وقيمها الخاصة . سلسلة في نظرية الأعداد وتطبيقاتها. المجلد 12. دار النشر العالمية العلمية. doi : 10.1142/9634 . ISBN 978-981-4689-39-7.
- 1 2 هوفمان، مايك. "قيم زيتا المتعددة" . الصفحة الرئيسية لمايك هوفمان . الأكاديمية البحرية الأمريكية . تم الاسترجاع في 8 يونيو 2012 .
- 1 2 بورواين، ديفيد؛ بورواين، جوناثان؛ برادلي، ديفيد (23 سبتمبر 2004). "متطابقات مجموع أويلر البارامترية" (ملف PDF) . كارما، دورة الشرف في معهد الرياضيات التطبيقية الأسترالي . جامعة نيوكاسل . تم الاطلاع عليه في 3 يونيو 2012 .
- 1 2 3 4 برودهيرست، دي جيه (1996). "حول تعداد مجاميع أويلر غير القابلة للاختزال من الرتبة k ودورها في نظرية العقد ونظرية الحقول". arXiv : hep-th/9604128 .
- هوفمان ، مايكل ( 1992 ). " متسلسلات التوافقيات المتعددة" . مجلة المحيط الهادئ للرياضيات . 152 (2): 276-278 . doi : 10.2140 /pjm.1992.152.275 . MR 1141796. Zbl 0763.11037 .
- ↑ راماشاندرا راو، ر. سيتا؛ إم. في. سوباراو (1984). "صيغ التحويل للمتسلسلات المتعددة" . مجلة المحيط الهادئ للرياضيات . 113 (2): 417-479 . doi : 10.2140/pjm.1984.113.471 .
- 1 2 موين، سي. "مجموع المتسلسلات البسيطة". نسخة أولية .
- ^ أويلر ، ل. (1775). “تأملات حول جنس المفرد التسلسلي”. نوفي بالاتصالات. أكاد. الخيال العلمي. بتروبول . 15 (20): 140- 186.
- ↑ ويليامز، جي تي (1958). "حول تقييم بعض المتسلسلات المتعددة". مجلة الجمعية الرياضية بلندن . 33 (3): 368-371 . doi : 10.1112/jlms/s1-33.3.368 .
روابط خارجية
- بورواين، جوناثان؛ زوديلين، واديم. "ملاحظات المحاضرة حول دالة زيتا المتعددة" .
- هوفمان، مايكل (2012). "قيم زيتا المتعددة" .
- تشاو، جيان تشيانغ (2016). دوال زيتا المتعددة، واللوغاريتمات المتعددة وقيمها الخاصة . سلسلة في نظرية الأعداد وتطبيقاتها. المجلد 12. دار النشر العالمية العلمية. doi : 10.1142/9634 . ISBN 978-981-4689-39-7.
- بورغوس جيل، خوسيه إغناسيو؛ فريسان، خافيير. "قيم زيتا المتعددة: من الأرقام إلى الدوافع" (PDF) .
- وظائف زيتا و L
