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2013 年度 実施状況報告書

ゼータ関数の解析的挙動の研究と,その数論的誤差項への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24540015
研究機関名古屋大学

研究代表者

谷川 好男  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 准教授 (50109261)

キーワード約数問題 / 非対称多次元約数問題 / 2乗平均 / ヴォロノイ公式 / チャウラ-ワールムの公式 / exponent pair / ベルヌーイ多項式
研究概要

前年度に私は海外の研究協力者との共同研究で, 拡張されたセルバーグクラスに属するディリクレ級数に対する,数論的誤差項のトング型の公式を導いた.平成25年度はその応用として,非対称多次元約数問題の誤差項の2乗平均を研究した. 非対称約数問題では, 対応するディリクレ級数の関数等式が同じガンマ因子を持たず,かつラマヌジャン予想を満たさないなど困難な点が多かった.前年度導いた公式はそういう場合にも使えるものである.その結果,問題のディリクレ級数に対するある種の条件のもとで,2乗平均の漸近式を導くことができた.これは1987年にイヴィッチが提出した予想の部分的な解決となっている.特に2次元の非対称約数問題の場合には完全な解決を与えているし,また3次元の場合にも c<a+b を満たす約数関数 d(a,b,c;n) の場合には漸近式を得ることができた.この条件下での漸近式は初めて得られたものである.
リーマンゼータ関数の微分に関する研究は最近盛んにおこなわれている.k階微分に対する係数の数論的誤差項については,以前に南出氏が truncated Voronoi 公式を導き,その応用として上からの評価を得ていた. 私は連携研究者の南出真氏, 古屋淳氏とともに,一般化した形でこの問題を考察をし,誤差項に関して,ヴォロノイ型ではなく,チャウラ-ワールム型の表示を導き,かつ exponent pair の理論を適用することで,上からの評価を得た.実際この評価によって,我々は以前に南出氏によって得られていた評価を改良することができた.
また古屋淳氏とは,円問題において,シフトされた点での離散平均を考察し, これがベルヌーイ多項式を係数とする連続平均の一次結合で表せることを示した.これによって,2次のベルヌーイ多項式の根を用いると連続平均をよりよく近似できる理由を明らかにすることができた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成25年度は3次元の非対称約数問題をやるのが研究の一つの柱であった.実際前年度に得たトングタイプの公式がゼータ関数の平均値に関するある条件下で有効に働き,その時に漸近式を得ることができた.これは大きな進展であった.またリーマンゼータ関数の微分の係数に対応する数論的誤差項についても, ヴォロノイ公式ではなく, チャウラ-ワールムの表示を導き,それに exponent pair の理論を応用することで, 誤差項の上からの評価を改良できたものその理由の一つである.

今後の研究の推進方策

我々が前年度に得た誤差項のトング型表示は, まだいろいろな問題に応用が効きそうである.その可能性をさらに追及することは大きな価値があることだと思われる.従来の文献をよく調べ,応用の可能性を探っていく. さらに3次元の非対称約数問題では,付加された条件が満たされない場合が残されている.この時は主要項の係数にあたる和が発散していると思われ,その扱いが次の課題である.

次年度の研究費の使用計画

次年度使用額として30597円が生じたが,これは次年度にも,国内や海外で行う研究打ち合わせのための研究旅費として有効に使うためである.
数論的誤差項のトング型の表示式のさらなる応用を探るため,平成26年度も, 北京石油化工学院や中国鉱業大学にCao氏, Zhai氏を訪れ, 研究を進めていく計画である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Moment integral of 1/sin t and related zeta-values2014

    • 著者名/発表者名
      J. Furuya, M. Minamide, Y. Tanigawa
    • 雑誌名

      Ramanujan Journal

      巻: 33 ページ: 423-445

    • DOI

      10.1007/s11139-013-9467-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the difference between two kinds of mean value formulas of number-theoretic error terms2014

    • 著者名/発表者名
      X. Cao, J. Furuya, Y. Tanigawa, W. Zhai
    • 雑誌名

      International Journal of Number Theory

      巻: 10 ページ: 1143-1170

    • DOI

      10.1142/S1793042114500195

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A generalized divisor problem and the sum of Chowla and Walum2013

    • 著者名/発表者名
      X. Cao, J. Furuya, Y. Tanigawa, W. Zhai
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 400 ページ: 15--21

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2012.11.027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A generalized divisor problem and the sum of Chowla and Walum II2013

    • 著者名/発表者名
      X. Cao, J. Furuya, Y. Tanigawa, W. Zhai
    • 雑誌名

      Functiones et Approximatio Commentarii Mathematici

      巻: 49.1 ページ: 159--188

    • DOI

      10.7169/facm/2013.49.1.10

    • 査読あり
  • [学会発表] On an evaluation of Ramanujan of a certain Dirichlet series and its generalization

    • 著者名/発表者名
      谷川好男
    • 学会等名
      The 7-th China-Japan seminar -- preparatory conference
    • 発表場所
      近畿大学産業理工学部
    • 招待講演
  • [学会発表] Representations and evaluations of the error term in a certain divisor problem

    • 著者名/発表者名
      古屋淳,南出真, 谷川好男
    • 学会等名
      日本数学会九州支部例会
    • 発表場所
      宮崎大学工学部
  • [学会発表] Mean value of the error term with shifted arguments in the circle problem

    • 著者名/発表者名
      古屋淳,谷川好男
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 発表場所
      学習院大学
  • [学会発表] Mean square of the error term in the asymmetric many dimensional divisor problem

    • 著者名/発表者名
      X. Cao, 谷川好男, W. Zhai
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 発表場所
      学習院大学

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公開日: 2015-05-28  

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