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狄利克雷特征
來源:互聯網

在解析數論及代數數論中,狄利克雷特征是一種算術函數,是Z/nZ的特征。它用來定義L函數。兩者都是由狄利克雷在1831年為了證明狄利克雷定理而引進。

定義

狄利克雷特征指有下面性質、由整數到復數的函數:

存在正整數k使得對于任意n都有χ(n)?=?χ(n+k)

對于任意m,n,χ(mn)?=?χ(m)?χ(n)

χ(1)=1

首個條件說明特征是一個以k為周期的函數,其余兩個條件說明它是完全積性函數。

若果特征的周期不是1,由周期性和完全積性可知,特征的值若非單位根便是0。當且僅當gcd(n,k)>1,χ(n)=0。

例子

實特征指值域實數的特征,它的值只限于?{???1,0,1}。

若一個特征對于所有與k互質的整數的值都為1,則稱為主特征。

若p為素數,勒讓德符號(n|p)便是狄利克雷特征的例子。

正文

數論中重要的基本概念之一,為P.G.L.狄利克雷所引進的模q的特征,通常稱之為狄利克雷特征。它可以用不同的方法來定義。這里采用如下定義:

設,pj(1≤j≤s)是不同的奇素數,gj是模的最小正原根,以及

其中φ(d)是不超過d,且與d互素的正整數個數。對于任給的一組整數m,m0,m1,…,ms,把定義在整數集合上的函數

的特征,其中r,r0,r1,…, rs是n 對模的一個指數組,即,,1≤j≤s。為了著重指出特征 ⅹ(n)是屬于模的, 經常采用記號ⅹq(n)或ⅹ(n)mod。有關特征的基本知識如下:

① 設ⅹ(n)是模q的特征,當(n, )=1時恒有ⅹ(n)=1,則稱 ⅹ(n)為模的主特征、記為ⅹ0(n); 不然就稱為非主特征。只取實值的特征稱為實特征,其他的稱為復特征。函數也是模的特征,稱為ⅹ(n)的共軛特征。

② 模q的特征ⅹ(n)是以q 為周期的周期函數,即ⅹ(n+)=ⅹ(n)。此外,ⅹ(1)=1,|ⅹ(n)|=1,(n,)=1。

③ 特征ⅹ(n)是完全積性函數,即對任意整數n1,n2有,因此ⅹ2(-1)=1。

④ 對于一個固定的模q, 有且僅有φ(q)個不同的模的特征。

⑤ 設(n)是模q的特征,則有

⑥ 設q≥1,(α,)=1,則有

對模的所有不同的特征求和。

⑦ 設ⅹ(n)是模q的非主特征,如果存在正整數q┡

狄利克雷特征的主要作用在于:利用性質⑥,可以從一個給定的整數序列中,把屬于某個公差為q的算術級數的子序列分離出來。

陳景潤對狄利克雷特征的敘述

Dilikelei?tezheng

狄利克雷特征

Dirichlet?character

數論中重要的基本概念之一,為P.G.L.狄利克雷所引進的模的特征,通常稱之為狄利克雷特征。它可以用不同的方法來定義。這里采用如下定義:

設[121-20],(1)是不同的奇素數,是模[121-21]的最小正原根,以及

[121-22]其中()是不超過,且與互素的正整數個數。對于任給的一組整數,,,…,,把定義在整數集合上的函數

[121-23]稱為模[121-0]的特征,其中,,,…,?是?對模[121-0]的一個指數組,即[121-24],[121-25],1。為了著重指出特征?()是屬于模[121-0]的,?經常采用記號()或()mod[121-0]。有關特征的基本知識如下:

①?設()是模的特征,當(,?[121-0])=1時恒有()=1,則稱?()為模[121-0]的主特征、記為();?不然就稱為非主特征。只取實值的特征稱為實特征,其他的稱為復特征。函數[121-26]也是模[121-0]的特征,稱為()的共軛特征。

②?模的特征()是以?為周期的周期函數,即(+[121-0])=()。此外,(1)=1,|()|=1,(,[121-0])=1。

③?特征()是完全積性函數,即對任意整數,有[121-27],因此(-1)=1。

④?對于一個固定的模,?有且僅有()個不同的模[121-0]的特征。

⑤?設()是模的特征,則有

[121-28]

⑥?設1,(,[121-0])=1,則有

[121-29]式中Σ表對模[121-0]的所有不同的特征求和。

⑦?設()是模的非主特征,如果存在正整數<,使得對所有滿足條件(,)=(,)=1,≡(mod)的、有()=(),那么就稱()為模的非原特征;否則就稱為模的原特征。

狄利克雷特征的主要作用在于:利用性質⑥,可以從一個給定的整數序列中,把屬于某個公差為的算術級數的子序列分離出來。因此,它在涉及算術級數的許多數論問題諸如算術級數中的素數定理、哥德巴赫猜想的研究中,起著關鍵的作用。

陳景潤

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