Discrete moments of the Riemann zeta function
Notice bibliographique
Résumé
An important problem in number theory is to calculate the moments of the Riemann zeta function $\zeta (s)$. Moments have a wide range of applications, for example in calculating proportions of non-trivial zeros $\rho = \beta + i\gamma$ of $\zeta (s)$ that satisfy the Riemann Hypothesis, or that are simple. Shanks [280] noticed that $\zeta' (\rho)$ is real and positive on average, a strange result when we consider that this is a complex-valued function summed over complex points. Later, it was noticed that this peculiar behaviour continued to higher derivatives, where the sum remains real on average, but oscillates positive and negative depending on whether the order of the derivative is odd or even. Generalisations of this observation are considered throughout this thesis. These involve sums of the form \[ \sum_{0 < t \leq T} \zeta^{(n_1)} \left( \frac{1}{2} + it \right) \dots \zeta^{(n_k)} \left( \frac{1}{2} + it \right), \] where for integers $n_1,\dots,n_k$, $t$ ranges over either the non-trivial zeros of zeta or the zeros of the derivative of the Hardy $Z$-function, and $\zeta^{(n)}$ denotes the $n$\textsuperscript{th} derivative of $\zeta (s)$. After a comprehensive background on the zeta function, we begin with a simple heuristic for Shanks' observation and its generalisation, giving a clear reason for the oscillating behaviour before giving a rigorous proof of this fact with a full asymptotic expansion. A weighted first moment of this problem is then considered. We build on the analogy between characteristic polynomials of random matrices and $\zeta (s)$, first noted by Keating and Snaith [211]. We present new conjectures for full asymptotic expansions of the above summation over the non-trivial zeros of $\zeta (s)$ after giving other supporting evidence for the leading order behaviour of these sums. Finally we consider the above sum over the zeros $\lambda$ of the derivative of the Hardy $Z$-function, and show that the behaviour of this sum oscillates in the opposite way to that over the non-trivial zeros, that is, $\zeta' (1/2 + i\lambda)$ is real and negative on average.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».