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On sums of arithmetic functions involving gcd-sum functions

Research Project

Project/Area Number 21K03205
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 11010:Algebra-related
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

木内 功  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30271076)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsgcd / 数論的関数 / リーマンゼータ関数 / gcd和関数 / squarefull numbers / cube-full numbers
Outline of Research at the Start

GCD和関数及び関連する話題の研究は、整数論において重要な研究課題の一つであり、多くの場合は、初等的な方法で興味深い結果が得られ、その活躍の分野は多岐にわたる。古典的な問題設定ながら、現在でも活発に研究が行われている点で重要な分野である。本研究の課題は、このような状況の中、現在までのGCD和関数の手法及び結果を新たなる対象と捉え、解析学(関数論、実解析、確率論等)の理論と初等的な理論を融合し、巧妙な計算方法を考察・考案することである。特に、GCD和関数の総和公式の誤差項と約数問題の誤差項が、ゼータ関数の零点、平均値定理、密度定理などの様々な結果と密接な関係があろうと予想できる。

Outline of Annual Research Achievements

GCD和関数(最大公約数を変数とする2変数関数の和関数をいう)を含む総和公式について、初等整数論の立場から考察する方法と解析的理論の立場から考察する方法がある。本研究ではこれらを融合することで、様々な数論的関数の性質を解明することにある。しかしながら、今年度の研究実績は、解析的な方法を利用して得られた結果となった。以下詳細に述べる。1.Anderson-Apostol和はRamanujan和の一般化であり、様々な分野で用いられている。 本研究では、squarefull numbersを用いた2変数の2重和としてAnderson-Apostol和を定義して、2重和の部分和公式を解析学の方法とRiemannゼータ関数の解析的性質を利用して求めたものであり、昨年度の研究結果の一部改良を与えている。2.昨年度の求めたsquarefull numbersに関する方法をcube-full numbersに適用したものであるが、まったく同様にはできず、解析的方法を駆使しながら求めた。3.mn<xを満たすZm*Znの部分群の個数に関する和公式は, Sui-Liuによって最近、考察されている。ここでは、重み関数として対数関数を利用した和公式を求めた。このことで、彼らの結果の予想の確からしさを示した。さらに、Riemannゼータ関数の零点との密接な関係を示すまでには到達していないが、来年度を見据えて具体的に表記することを目指す.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究集会等に積極的に参加し、討論することで十分な知識と好奇心、発想が沸いている。また、出先にある豊富な情報(図書、資料等)を十分に活用することで研究に役に立っている。

Strategy for Future Research Activity

今年度の研究実績でも述べたように、初等的な方法と解析的な方法を融合した結果に今のところ結びついていないが、しかし、Riemann 予想と零点の1位を仮定すれば、融合的な結果を得ている(投稿中)。これまでの研究方法を大幅に見直して、新たな方法の開拓に努める。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] Johannes Kepler University(オーストリア)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] On a sum involving squarefull numbers, II2023

    • Author(s)
      Kiuchi Isao
    • Journal Title

      Moscow Journal of Combinatorics and Number Theory

      Volume: 12 Issue: 3 Pages: 241-246

    • DOI

      10.2140/moscow.2023.12.241

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On sums of gcd-sum functions2023

    • Author(s)
      Inoue Shota、Kiuchi Isao
    • Journal Title

      International Journal of Number Theory

      Volume: 19 Issue: 03 Pages: 593-619

    • DOI

      10.1142/s179304212350029x

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On a sum involving squarefull numbers2022

    • Author(s)
      Kiuchi, Isao
    • Journal Title

      Rocky Mt. J. Math

      Volume: 52

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On sums of sums involving cube-full numbers2022

    • Author(s)
      Kiuchi, Isao
    • Journal Title

      Ramanujan J

      Volume: 59

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the weighted average number of subgroups of Zm Zn with mn<x2022

    • Author(s)
      Kiuchi Isao, Saad-Eddin.Sumaia
    • Journal Title

      Inter. J. Number Theory

      Volume: 18

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On sums of sums involving squarefull numbers2021

    • Author(s)
      Kiuchi, Isao
    • Journal Title

      Acta Arithmetica

      Volume: 200 Pages: 197-211

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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