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关于求和幂除数函数迭代的同余及黎曼假设的条件性推论

数论 2025-12-29 v2

摘要

受 Cohen 与 te Riele~\cite{Cohen1996} 的启发——他们通过计算验证了对每个 n400n \leq 400,存在 kk 使得 σk(n)0(modn)\sigma^k(n) \equiv 0 \pmod{n}(其中 σk\sigma^k 表示因数和函数的 kk 重迭代)——本文否定地解决了他们的反向问题:不存在整数 n>1n > 1 使得对\emph{所有} k1k \geq 1 均有 σk(n)0(modn)\sigma^k(n) \equiv 0 \pmod{n}。证明通过 Lenstra 的密度为零界 σk(m)m/loglogm\sigma_k(m) \ll m / \log\log m 结合 Robin 的 RH 等价判据 σ(n)<eγnloglogn+0.6483n/loglogn\sigma(n) < e^\gamma n \log\log n + 0.6483 n / \log\log nn5041n \geq 5041)消除了先前的漏洞,表明普适超完全可除性意味着违反 RH 的 σ\sigma 增长或靠近 s=1s=1 的低层 zeta 零点。在素因子 L=lcm(1+ep:pn)L = \mathrm{lcm}(1+e_p : p \mid n) 的多完全数 nn 中,仅 n=6n=6 满足对所有奇数 kk 的同余,其 Shannon 熵 H(σk(6)mod6)log2H(\sigma^k(6) \mod 6) \to \log 2 反映了周期序。我们分析了动力学 σk(n)modn\sigma^k(n) \mod n 中的分岔现象,其中其他 nn 的高熵混沌剩余映射了 zeta 零点的 GUE 统计(在 s=1/2s=1/2 附近 logT/2π\sim \log T / 2\pi,临界线上已验证 >41%>41\%),与有序的 n=6n=6 情形形成对比。靠近 s=1s=1(单极点)与 s=1/2s=1/2 的零点密度界定了迭代 σ\sigma 分布,通过除数和与动力学分岔联系到 RH;我们猜想 n=6n=6 唯一地以整除 LL 的小周期实现奇数 kk 可除性。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.09941,
  title  = {On Congruences for Iterates of the Sum--Power Divisor Function and Conditional Implications for the Riemann Hypothesis},
  author = {Zeraoulia Rafik and Pedro Caceres},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.09941},
  year   = {2025}
}

备注

This revision strengthens results on congruences for iterates of the sum--power divisor function, proves the uniqueness of \(n=6\) in the prime--\(L\) multiperfect case, fills gaps in earlier proofs, and introduces an entropy-based dynamical study with conjectural links to Robin-type criteria and GUE statistics