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Real roots of Dirichlet \(L\)-series. (English) Zbl 0038.18701

Verf. betrachtet \(L(s,\chi)\), wobei \(\chi\) eine reeller Charakter mod \(k\), aber nicht Hauptcharakter ist. Es wird gezeigt, daß \(L(s,\chi)\ne 0\) für reelles positives \(s\) und \(2\le k\le 67\). Die Methoden des Verf. sind nach seinen Angaben auch für \(67\le k\le 227\) anwendbar, mit Ausnahme von \(k = 148\) und \(k = 163\). Diese Ausnahmefälle werden vom Verf. weiterhin untersucht werden.
Da das Fehlerglied in der asymptotischen Entwicklung für \(\pi(k,l; x)\) wesentlich von den reellen Nullstellen von \(L(s,\chi)\) abhängt, ergibt sich aus den Untersuchungen des Verf. für die angegebenen \(k\) eine Verbesserung der bisherigen Resultate [vgl. A. Page, Proc. Lond. Math. Soc. (2) 39, 116–141 (1935; Zbl 0011.14905)].
Im einzelnen wird gezeigt, daß
\[ L(s,\chi)= \sum_{\alpha=1}^\infty f(s,k,\alpha) \sigma_{\alpha},\quad \sigma_{\alpha} = \sum_{n=1}^{[k/2]} \chi(n) (k - 2n)^\alpha, \]
wobei \(f(s,k, \alpha) > 0\) für reelles \(s > 0\). Für großes \(\alpha\) ist dann \(\sigma_{\alpha} > 0\), so daß aus \(\sigma_{\alpha}\ge 0\) für \(\alpha\ge 1\) auch \(L(s,\chi)> 0\) für \(s > 0\) folgt. Bei der Betrachtung positiver Nullstellen von \(L(s,\chi)\) genügt es, sich auf primitive Charaktere zu beschränken. Für diese folgt \(\sigma_{\alpha}\ge 0\) für \(\alpha\ge 1\), wenn \(k < 67\) und \(k\ne 43\) ist, durch geeignete Zusammenfassung der Summanden in \(\sigma_\alpha\). Für \(k = 43\) und \(k = 67\) ist \(\sigma_3 < 0\), so daß in diesen Fällen spezielle Untersuchungen nötig sind, um zu zeigen, daß die positiven Glieder der unendlichen Reihe die negativen überwiegen. Verf. führt dieses für \(k = 67\) im einzelnen durch und gibt an, daß es sich für \(k = 43\) entsprechend verhält.

MSC:

11M06 \(\zeta (s)\) and \(L(s, \chi)\)

Citations:

Zbl 0011.14905
Full Text: DOI

References:

[1] A. Page, On the number of primes in an arithmetic progression, Proc. London Math. Soc. (2) vol. 39 (1935) pp. 116-141. · JFM 61.1070.01
[2] E. Landau, Über imaginärquadratische Zahlkörper mit gleicher Klassenzahl, Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, 1918, pp. 277-284; Über die Klassenzahl imaginärquadratischer Zahlkörper, ibid. pp. 285-295. · JFM 46.0258.03
[3] C. L. Siegel, Über die Classenzahl quadratischer Zahlkörper, Acta Arithmetica vol. 1 (1935) pp. 83-86. · JFM 61.0170.02
[4] E. Landau, Handbuch der Lehre von der Verteilung der Primzahlen, vol. 1, Leipzig, Teubner, 1909. · JFM 40.0232.08
[5] S. Chowla, Note on Dirichlet’s L-functions, Acta Arithmetica vol. 1 (1935) pp. 113-114. · Zbl 0011.06701
[6] H. Heilbronn, On real characters, Acta Arithmetica vol. 2 (1937) pp. 212-213. · JFM 63.0888.02
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