首页 > > 详细

辅导 Mathematics 5 Analytic Number Theory Spring 2025 Assignment 4辅导 C/C++语言





 

 

 

Mathematics 5                Analytic Number Theory                 Spring 2025

 

Assignment 4

Please handin by 12 noon on Wednesday, 02 April

 

The Prime Number Theorem for Primes in Arithmetic Progression

For two integers a and q with q 2 and gcd(a, q) = 1, consider the arithmetic progression APa,q  = {a + mq  : m Z}.  The goal of this assignment is to show that

    1 pamod q

counts the number of primes p  APa,q  which are no greater than x.

Here ϕ is the Euler totient function.

We adapt D. Newmans proof of the PNT which is given in lecture.  To do this, we introduce the functions

 

pamod q

where 1 is the indicator function for APa,q . An important step in the proof is the analytic continuation of

 

to some open set containing {z : Re z 1}.  This was worked out in Workshop 5 and you may use this without proof.

 

 

1.   Show that if θq (x) ∼ x, then  (1) holds by completing the following steps.  Fix any 0 < ϵ < 1.

a. Show that

ϕ(q)(1 − ϵ)[π(x;q) − π(x1ϵ;q)]log x ≤ θq (x) ≤ ϕ(q)[π(x;q)]log x.

 

b.   Show that (1 − ϵ)π(x1ϵ;q)log x ≤ (1 − ϵ)x1ϵ log x and hence deduce

 

 

c. Show that if θq (x) ∼ x, then for any b1  < 1 < b2 ,

 


 

 

2

holds for large x. Hence show that π(x;q) ~ x/[ϕ(q)log x].

 

2.   Show that if the limit

 

 

3.  Let F(z) :=  f(t)eztdt where f(t) = θq (et )et − 1.  Show that for Re z > 1,

 

Hence show that

 

when Rez > 0.

 

4.    Show  that  F  in Question 3 can be analytically continued to some open set containing {Re z ≥ 0} and complete the proof that (1) holds.

Hint: Use a theorem from the Lecture Notes but make sure you verify the hypothe- ses of the theorem.





联系我们
  • QQ:99515681
  • 邮箱:99515681@qq.com
  • 工作时间:8:00-21:00
  • 微信:codinghelp
热点标签

联系我们 - QQ: 99515681 微信:codinghelp
程序辅导网!