Moments de la fonction Zeta

nyadis
Modifié (April 2023) dans Arithmétique
Je voudrais savoir s'il existe une borne inférieure du terme  $$\int_{|t| \leq T} \zeta_{K}( 1 + it)dt . $$ Ici je note le corps cyclotomique $K= \mathbb{Q}( \zeta_{q})$ avec $ \zeta_q $ une racine primitive $q$-ième de l'unité.  J'aimerais savoir s'il existe un document ou une référence qui en parle ? 

Réponses

  • Il est extrêmement rare d'avoir un résultat sans module ni exposant sur la fonction zêta de Dedekind.

    Dans l'attente que tu précises si tu veux vraiment sous cette forme-là, voici l'outil de base que l'on dispose actuellement, qui est mieux qu'une simple minoration et qui est valide pour tout corps de nombres $K$ :  en reprenant les notations usuelles, i.e. $n > 1$ le degré, $(-1)^{r_2} d_K$ le discriminant et $r_K(n)$ le $n$-ème coefficient de $\zeta_K$, on a
    $$\int_1^T \left| \zeta_K(\sigma + it) \right|^2 \, \textrm{d}t = \begin{cases} T \sum_{m=1}^\infty r_K(m)^2 m^{-2 \sigma} + O \left( T^{n(1-\sigma)/2+1/2} (\log T)^{n/2} \right), & \textrm{si} \ \sigma > 1 - \frac{1}{n} \, ; \\ & \\ O \left( T^{n (1-\sigma)} (\log T)^n \right) ,& \textrm{si} \ \frac{1}{n} \leqslant \sigma \leqslant 1 - \frac{1}{n} \, ; \\ & \\ \left( 4^{r_2} \pi^n d_K^{-1} \right)^{2 \sigma - 1} T^{1+n(1-2\sigma)}  \sum_{m=1}^\infty r_K(m)^2 m^{2-2 \sigma} & \\ & \\ \qquad + O \left( T^{n(1-2\sigma) + \frac{1}{2}(n \sigma + 1 )} (\log T)^{n/2}\right) ,& \textrm{si} \ 0 \leqslant \sigma < \frac{1}{n}. \end{cases}$$
    Ce résultat est dû à Chandrasekharan & Narasimhan, dans l'article approximate functional equation for a class of Zeta-functions, Math. Ann. 152 (1963), 30--64.
    En particulier, il donne
    $$\int_1^T \left| \zeta_K(1 + it) \right|^2 \, \textrm{d}t = T \sum_{m=1}^\infty \left( \frac{r_K(m)}{m}\right)^2+ O \left( T^{1/2} (\log T)^{n/2} \right).$$
    Maintenant, je ne peux que répéter de vérifier si tu souhaites vraiment un résultat sans module (une minoration ou une majoration de ça, ce n'est pas possible, évidemment) et, surtout, sans exposant, notamment un carré (ou plus généralement un exposant pair). 
  • nyadis
    Modifié (April 2023)

    Merci beaucoup Noix de Totos.  Je voulais préciser que je suis plutôt à la recherche d'une majoration désolé. Donc nous pouvons supposer que nous nous intéressons au cas où l'intérieur de l'intégrale est en module. Cependant, j'aimerais obtenir un résultat sans puissance. J'ai regardé la référence et comme vous l'avez dit, ils ne s'intéressent qu'au cas que vous avez énoncé. Je pense que le document suivant pourrait aussi vous intéresser, car il traite également du cas particulier $\sigma=1/2$ avec une généralisation de puissance ( https://arxiv.org/pdf/1303.6119.pdf ) . Cependant, ce qui m'intéresse vraiment est cette intégrale $$ \int_{\mathbb{R}} \zeta_{K}(1+ i t)  f\left(\frac{t \log T}{T}\right) \mathrm{d} t$$

     où $f$ décroît très rapidement et est inférieure ou égale à 1. Je pense donc que si je traite le cas où $|t|\leq T$, alors le cas complémentaire peut être obtenu en utilisant la décroissance de $f$. C'est pourquoi je m'intéresse à la majoration de l'expression suivante $$ \int_{|t| \leq T} |\zeta_{K}(1+ i t)| dt .$$ Si j'ai bien compris, la littérature n'en parle pas ?

  • noix de totos
    Modifié (April 2023)
    Il y a (au moins) deux raisons pour lesquelles on se concentre sur les moments de puissance égale à $2$ (ou, plus généralement, de puissance paire) :

    (i) On peut exploiter l'égalité $\left| z \right|^2 = z \times \overline{z}$ ;
     
    (ii) En cas de majoration souhaitée, on utilise l'inégalité de Cauchy-Schwarz. 

    Par exemple, dans le problème qui t'occupe, on a immédiatement
    $$\int_1^T \left| \zeta_K(1+it) \right| \, \textrm{d}t \leqslant \left( \int_1^T \left| \zeta_K(1+it) \right|^2 \, \textrm{d}t \right)^{1/2}   \left( \int_1^T \textrm{d}t \right)^{1/2} \ll T^{1/2} \times T^{1/2} \ll T.$$
  • Merci 
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