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短区间内一般有界乘性函数的平均高阶一致性

数论 2023-02-21 v3 动力系统

摘要

λ\lambda表示Liouville函数。我们证明,当XX \rightarrow \infty时,X2XsupP(Y)R[Y] deg(P)kxnx+Hλ(n)e(P(n)) dx=o(XH)\int_{X}^{2X} \sup_{\substack{P(Y)\in \mathbb{R}[Y]\ deg(P)\leq k}} \Big | \sum_{x \leq n \leq x + H} \lambda(n) e(-P(n)) \Big |\ dx = o ( X H) 对所有固定的kk以及XθHXX^{\theta} \leq H \leq X(其中0<θ<10 < \theta < 1固定但任意小)成立。此前该结论仅对k1k \leq 1建立。我们将其作为所证明的(非伪)1-有界乘性函数相应陈述的特例获得。事实上,我们能将多项式相位e(P(n))e(-P(n))替换为kk次幂零序列F(g(n)Γ)\overline{F}(g(n) \Gamma)。由Gowers范数的逆理论,这蕴含在相同HH范围内的最高阶渐近一致性结果X2XλUk+1([x,x+H]) dx=o(X)\int_{X}^{2X} \| \lambda \|_{U^{k+1}([x,x+H])}\ dx = o ( X )。我们给出该结果在Liouville序列中各类模式上的应用。首先,我们证明Liouville函数的符号模式数为超多项式的,对Sarnak关于Liouville序列具有正熵的猜想取得进展。其次,我们得到λ\lambda在短多项式进度(n+P1(m),,n+Pk(m))(n+P_1(m),\ldots, n+P_k(m))平均中的相消,线性多项式情形给出了Chowla猜想的一个新的平均版本。我们实际上能在更宽范围Hexp((logX)5/8+ε)H\geq \exp((\log X)^{5/8+\varepsilon})内证明关于多项式相位的结果,从而也加强了先前关于Liouville函数Fourier一致性的工作。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.15644,
  title  = {Higher uniformity of bounded multiplicative functions in short intervals on average},
  author = {Kaisa Matomäki and Maksym Radziwiłł and Terence Tao and Joni Teräväinen and Tamar Ziegler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.15644},
  year   = {2023}
}

备注

107 pages; to appear in Ann. of Math