Распределение алгебраических точек в областях малой меры и вблизи поверхностей
В. И. Берникa,
А. Г. Гусаковаa,
А. В. Устиновb a Институт математики НАН Беларуси
b Хабаровское отделение Института прикладной математики ДВО РАН
Аннотация:
Задачи о распределении точек с рациональными координатами явились естественными обобщениями задач о целых точках в выпуклых областях. Оценки сверху и снизу для количества рациональных точек на окружности были использованы в задаче о размерности Хаусдорфа множества точек окружности с заданным порядком приближаемых точками с рациональными координатами. За последние 15 лет в работах М. Хаксли, В. И. Берника, В. В. Бересневича, С. Велани, Р. Вогана были найдены двухсторонние асимптотические оценки для количества рациональных точек вблизи гладких кривых и поверхностей.
Пусть
$I=[a,b]\in\mathbb{R}$ – некоторый интервал,
$y=f(x)$ – дважды непрерывно дифференцируемая функция, которая при
$c_2>c_1>0$ удовлетворяет неравенству
$$
c_1<|f''(x)|<c_2
$$
для всех
$x\in I$. Для произвольного
$\gamma$,
$0\leq\gamma< 1$ и достаточно большого
$Q$ обозначим через
$A_I(Q,\gamma)$ множество рациональных точек
$\Gamma=\left(\frac{p_1}{q},\frac{p_2}{q}\right)$,
$aq\leq p_1\leq bq$,
$1\leq q\leq Q$, для которых выполняется неравенство
$$
\left|f\left(\frac{p_1}{q}\right)-\frac{p_2}{q}\right|<Q^{-1-\gamma}.
$$
Множество
$A_I(Q,\gamma)$ состоит из точек внутри полосы ширины
$2Q^{-\gamma}$ вдоль кривой
$y=f(x)$,
$x\in I$. Естественно ожидать, что величина
$\#A_I(Q,\gamma)$ имеет порядок
$Q^{3-\gamma}$, что в конце концов было доказано с использованием методов геометрии чисел и метрической теории диофантовых приближений.
Недавно [1] были получены оценки снизу для количества точек вида
$\bar{\alpha}=(\alpha_1,\alpha_2)\in\mathbb{R}^2$, где
$\alpha_1, \alpha_2$ — сопряженные действительные алгебраические числа произвольной степени
$\deg\alpha_1=\deg\alpha_2=n$ и высоты
$H(\alpha_1)=H(\alpha_2)\leq Q$, в полосе шириной
$c(n)Q^{-\gamma}$,
$0\leq\gamma\leq\frac12$,
$Q>Q_0(n)$ около любой гладкой кривой
$y=f(x)$. В данной работе получены новые результаты о распределении точек с алгебраическими сопряженными действительными и комплексными координатами. В частности, получено обобщение и вышеуказанного результата. Основу доказательства составляет метрическая теорема о диофантовых приближениях в областях
$G$ малой меры
$\mu G<c_2(n)Q^{-\gamma_1}$,
$0\leq\gamma_1\leq\frac13$.
Библиография: 16 названий.
Ключевые слова:
диофантовы приближения, мера Лебега, алгебраические сопряженные числа, высота алгебраического числа.
УДК:
511.42
Поступила в редакцию: 08.07.2015