Кіріспе

L функцияларының нөлдері туралы математикалық болжам. Риман гипотезасы – математикадағы ең маңызды болжамдардың бірі. Ол Риман зетта функциясының нөлдері туралы мәлімдеме. Әртүрлі геометриялық және арифметикалық объектілерді формальды түрде Риман зетта функциясына ұқсас, яғни жаһандық L функциялары арқылы сипаттауға болады. Сонда осы L функцияларының нөлдері туралы да сол сұрақ туындайды, бұл Риман гипотезасының әртүрлі жалпыламаларын береді. Көптеген математиктер осы жалпыламалардың дұрыс екеніне сенеді. Осы болжамдардың дәлелденген жалғыз жағдайлары алгебралық функциялық денелер жағдайында (сандық денелер жағдайында емес) кездеседі. Жаһандық L функциялары эллипстік қисықтарға, сандық денелерге (осы жағдайда олар Дедекинд зетта функциялары деп аталады), Маасс формаларына және Дирихле белгілеріне (осы жағдайда олар Дирихле L функциялары деп аталады) байланысты болуы мүмкін. Риман гипотезасы Дедекинд зетта функциялары үшін формулировкаланса, ол кеңейтілген Риман гипотезасы (ERH) деп аталады, ал Дирихле L функциялары үшін формулировкаланса, ол жалпыланған Риман гипотезасы (GRH) деп аталады. Бұл екі мәлімдеме төменде егжей-тегжейлі қарастырылады. (Көптеген математиктер жалпыланған Риман гипотезасы деген атауды Дирихле L функцияларының ерекше жағдайы ғана емес, Риман гипотезасының барлық жаһандық L функцияларына кеңеюін қамту үшін қолданады.)

Жалпыланған Риман гипотезасы (GRH)

Жалпыланған Риманн гипотезасы (Дирихле L функциялары үшін) алғаш рет 1884 жылы Адольф Пилцпен тұжырымдалған. Бастапқы Риманн гипотезасы сияқты, оның да жай сандардың таралуына қатысты кең ауқымды салдары бар. Гипотезаның формальды тұжырымы төменде келтірілген. Дирихле мінездемесі – бұл толығымен көбейтуші арифметикалық функция χ, яғни, барлық n үшін 1=χ(n + k) = χ(n) болатын және егер ең үлкен ортақ бөлгіш (gcd(n, k)) > 1 болса, онда 1=χ(n) = 0 болатын оң бүтін сан k бар. Мұндай мінездеме берілген жағдайда, әрбір кешенді сан s үшін сәйкес Дирихле L функциясы Re s > 1 ретінде анықталады. Аналитикалық жалғастыру арқылы, бұл функция (тек примитивті болған жағдайда) бүкіл кешенді жазықтықта анықталған мероморфтық функцияға кеңейтілуі мүмкін. Жалпыланған Риманн гипотезасы, кез келген Дирихле мінездемесі χ және 1=L(χ, s) = 0 теңдігі орындалатын кез келген кешенді сан s үшін, егер s теріс нақты сан болмаса, s-тің нақты бөлігі 1/2-ге тең деп мәлімдейді. 1=χ(n) = 1 барлық n үшін болған жағдайда, бұл қарапайым Риманн гипотезасын береді.