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最大素因子的切比雪夫偏差

Chebyshev Bias for Largest Prime Factors

Nilotpal Kanti Sinha

arXiv 2608.06435首次发表:更新:

AI 中文总结

该研究在黎曼假设下,针对固定k≥2的恰有k个计重数素因子的整数,通过显式公式分析最大素因子的切比雪夫偏差,证明充分大x时D_k(x)恒负,未固定k的同类问题仍待解。

AI 中文摘要

设$P^+(n)$为$n$的最大素因子,令$χ=χ_{-4}$,其在模4余1的素数上取值为1,在模4余3的素数上取值为-1。对于固定的$k\ge2$,我们研究$D_k(x)=\sum_{\substack{n\le x\\\\ Ω(n)=k}}χ(P^+(n))$,其中$Ω(n)$表示计入重数的素因子个数。因此$D_k(x)$根据恰有$k$个素因子(计重数)的整数的最大素因子,比较了两个同余类的分布。假设黎曼假设(RH)对$ζ(s)$成立,且对$L(s,χ)=β(s)$成立,我们证明了一个逐点显式公式。其主项为一个固定的负贡献,加上$L(s,χ)$的零点$ρ=\frac12+iγ$对应的绝对收敛振荡和。素因子的排序产生了$k$个Perron分母,且零点的主系数为$O_k((1+|γ|)^{-k})$。我们随后证明所有零点项的总大小严格小于该固定贡献,因此对所有充分大的$x$,有$D_k(x)<0$。不固定$k$的类似问题仍未解决。

英文摘要

Let $P^+(n)$ be the largest prime factor of $n$, and let $χ=χ_{-4}$ be $1$ on primes $1\pmod4$ and $-1$ on primes $3\pmod4$. For fixed $k\ge2$ we study \[ D_k(x)=\sum_{\substack{n\le x\\ Ω(n)=k}}χ(P^+(n)). \] Thus $D_k(x)$ compares the two residue classes according to the largest prime factor of integers having exactly $k$ prime factors, counted with multiplicity. Assuming RH for $ζ(s)$ and $L(s,χ)=β(s)$, we prove a pointwise explicit formula. The main term is a fixed negative contribution plus an absolutely convergent oscillating sum over the zeros $ρ=\frac12+iγ$ of $L(s,χ)$. The ordering of the prime factors produces $k$ Perron denominators, and the principal coefficient of a zero is $O_k((1+|γ|)^{-k})$. We then show that the total size of all zero terms is strictly smaller than the fixed contribution. Hence $D_k(x)<0$ for all sufficiently large $x$. The analogous problem without fixing $k$ is still open.

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