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分圆多项式的系数与高阶导数:旧识与新知

数论 2018-08-23 v2

摘要

nn 个分圆多项式 Φn(x)\Phi_n(x) 是一个 nn 次本原单位根的最小多项式。其系数是深入研究的对象,并且已知一些关于它们的公式。此处我们关注对所有自然数 nn 都成立的公式。在这些公式中,一大批著名的数论对象如伯努利数、两类斯特林数以及拉马努金和纷纷登场,有时甚至同时出现!本文对这些迄今散见于文献中的公式作了综述,并引入一种统一的方法来推导其中部分公式,作为副产品也给出了更简短的证明。特别地,我们证明某些公式在贝尔多项式的意义下有更为优雅的重新诠释。该方法归结为计算 Φn\Phi_n 在某些点处的对数导数。此外,我们证明任意克罗内克多项式(首一的分圆多项式之积与一个单项式)在 ±1\pm 1 处的对数导数满足一族线性方程式,其系数为第二类斯特林数。我们应用这些方程来证明某些多项式不是克罗内克多项式。特别地,我们推得对每个 k4k\ge 4,存在一个嵌入维数为 kk、弗罗贝尼乌斯数为 2k+12k+1 的对称数值半群不是分圆半群,从而确立了 Alexandru Ciolan、Pedro Garc\'ia-S\'anchez 与第二作者所提出的一个猜想。在附录中,Pedro Garc\'ia-S\'anchez 证明了对于每个 k4k\ge 4,存在一个弗罗贝尼乌斯数为 2k+12k+1 的对称非分圆数值半群。

关键词

引用

@article{arxiv.1805.05207,
  title  = {Coefficients and higher order derivatives of cyclotomic polynomials: old and new},
  author = {Andrés Herrera-Poyatos and Pieter Moree},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1805.05207},
  year   = {2018}
}

备注

30 pages, 1 figure, 3 tables, Section 6.1 is based on remarks by Michael Filaseta and Curtis McMullen, appendix by Pedro Garc\'ia-S\'anchez giving a different proof of Theorem 1.4 b)