Санкт-Петербургское отделение Математического института им. В.А.Стеклова РАН

ПРЕПРИНТ 01/2020


Yu. V. MATIYASEVICH

HUNTING ZEROS OF DIRICHLET SERIES BY LINEAR ALGEBRA. I

St. Petersburg Department of Steklov Institute of Mathematics
yumat@pdmi.ras.ru
This preprint was accepted April 27, 2020

ABSTRACT:

    To be able to use the linear algebra for the study of
certain Dirichlet series

\(D(s)=\sum_{n=1}^\infty d_n n^{-s}\)

we consider related Dirichlet series with independent exponents,

\(D_\infty(s_1,s_2,\dots)=\sum_{n=1}^\infty d_nn^{-s_n}\).

To calculate approximate values of the initial \(s_1,\dots,s_N\)
we consider many approximations of \(D(s)\)
by finite Dirichlet series,

\(D_{N,m}(s)=\sum_{n=1}^N d_{N,m,n} n^{-s}\),

and at first solve linear system

\(\sum_{n=1}^N d_{N,m,n} x_n=0\).

If in its  solution \(x_n\approx n^{-z}\) for certain \(z\),
then we may hope that this \(z\) is close to a zero of \(D(s)\).
However, a priori, such \(z\) need not exist at all.

    The paper presents a numerical example with the alternating zeta function \(\eta(s)=\sum_{n=1}^\infty (-1)^{n+1}n^{-s}\) in the role of \(D(s)\) and specially defined approximations \(D_{N,m}(s)\). In our case such \(z\) does exist, and, moreover, it is very close to a zero of \(\eta(s)\); unfortunately, this zero is not a zero of the zeta function.

Key words: alternating zeta function, finite Dirichlet series, linear system.

Ю. В. Матиясевич

Охота за нулями рядов Дирихле средствами линейной алгебры

АННОТАЦИЯ:

 
    Для того, чтобы использовать линейную алгебру для
исследования некотого ряда Дирихле

  \(  D(s)=\sum_{n=1}^\infty d_n n^{-s}  \)

мы рассматриваем соответствующий
ряд Дирихле с независимыми экспонентами,

\(  D_\infty(s_1,s_2,\dots)=\sum_{n=1}^\infty d_nn^{-s_n}  \).

Чтобы вычислить приближённые значения начальных \(  s_1,\dots,s_N  \),
мы используем много приближений \(  D(s)  \) посредством конечных
рядов Дирихле,

\(  D_{N,m}(s)=\sum_{n=1}^N d_{N,m,n} n^{-s}  \),

и сначала решаем линейную систему

 \(  \sum_{n=1}^N d_{N,m,n} x_n=0  \).

Если оказывается, что в её решении \(  x_n\approx n^{-z}  \)
для некоторого \(  z  \), то мы можем надеяться,
что это \(  z  \) будет близко к неторому нулю \(  D(s)  \).
Однако, a priori}, такое \(  z  \) может не существовать.

    В работе приводится численный пример
с альтернативной дзета-функцией

\(  \eta(s)=\sum_{n=1}^\infty (-1)^{n+1}n^{-s}  \)

в роли \(  D(s)  \) и выбранными специальным образом
конечными приближениями \(  D_{N,m}(s)  \).
В нашем случае такое \(  z  \) существует, более того,
оно близко к некоторому нулю \(  \eta(s)  \); к сожалению, этот нуль
не является нулём дзета-функции.  
  
  
Ключевые слова: знакопеременная дзета-функция, конечные ряды Дирихле, линейная система
[Full text: Preprint in English (.pdf.gz)]
Back to all preprints
Back to the Steklov Institute of Mathematics at St.Petersburg