Об одном аналоге аддитивной проблемы делителей с квадратичными формами
Л. Н. Куртова Белгородский государственный национальный
исследовательский университет
Аннотация:
В теории чисел важную роль играют аддитивные задачи. Одной из них является проблема делителей Ингама о представлении натурального числа в виде разности произведений натуральных чисел. Уточнением остаточного члена в асимптотической формуле для числа решений данного уравнения занимались такие математики как T. Эстерман, Д. И. Исмоилов, Д. Р. Хиз-Браун, Г. И. Архипов и В. Н. Чубариков, Ж.-М. Дезуйе и Х. Иванец.
В настоящей работе рассматривается бинарная аддитивная задача с квадратичными формами, которая является аналогом классической проблемы делителей Ингама. Пусть
$d$ — отрицательное бесквадратное число,
$F={Q}(\sqrt{d})$
— мнимое квадратичное поле,
$\delta_{F}$ — дискриминант поля
$F$;
$Q_{1}(\overline{m})$,
$Q_{2}(\overline{k})$ — бинарные
положительно определенные примитивные квадратичные формы с
матрицами
$A_{1}$,
$A_{2}$,
$\det A_{1}=\det A_{2}=-\delta_{F}$,
$\varepsilon>0$ — произвольно малое число;
$n\in \mathbb{N}$,
$h \in \mathbb{N}$.
Получена асимптотическая формула для числа решений уравнения
$Q_{1}(\overline{m})-Q_{2}(\overline{k})=h$ с весами $\exp\left({-({Q_{1}(\overline{m})+Q_{2}(\overline{k})})/{n}}\right)$.
В данной асимптотической формуле дискриминант поля
$\delta_F$ — фиксированное число, а остаточный член имеет оценку
$O(h^{\varepsilon}n^{3/4+\varepsilon})$, которая не зависит от
$\delta_F$. Кроме того, с ростом основного параметра
$n$ параметр
$h$ может расти как
$O(n)$.
Доказательство асимптотической формулы основано на круговом методе, когда сумма, являющаяся числом решений рассматриваемого уравнения, представляется в виде интеграла; разбиении отрезка интегрирования числами ряда Фарея, при этом выбранные веса позволяют использовать функциональное уравнение для двумерного тета-ряда. Кроме того, представляет важность оценка одной суммы, содержащей суммы Гаусса. За счет явных формул для некоторого произведения сумм Гаусса от числа, взаимно простого с дискриминантом поля, удается представить данную сумму как сумму Клоостермана и применить к ней оценку А. Вейля.
Библиография: 16 названий.
Ключевые слова:
аддитивные задачи, число решений, асимптотическая формула, сумма Клоостермана, квадратичная форма.
УДК:
511.512 Поступила в редакцию: 15.05.2014