高斯圆问题,又叫圆内整点问题。很容易懂,很难证明。我在之前的这篇里面也写过:
而且它有个优点,它有一个数字可以让你不断改进,所以能改进一点也是贡献。
首先,我们在格点纸上画个半径为r的圆,里面当然大致就有 个格点。
令 N(r) 为实际的格点数。那么所谓误差项 E(r) 是这样定义的:
现在的关键是,能否对这里的误差 E(r) 有更精确的估计?高斯证明了:
这是因为,大致来说,误差肯定小于圆的周长(这是很漂亮的几何观点,其实 class number formula 就是这样来的),大家可以自己试试证明这个。
但是,圆很规则,所以,实际上误差更小,目前大家猜是:
用模形式的方法(Voronoi summation),可以证明 的情况,现在最好的结果可以证明到 。
而 131/208=0.6298...,所以离 0.5+epsilon 还很远,一百年的时间只前进了0.05。如果你能改进这个数字,就可以发论文。
高斯圆问题,看上去很人畜无害,但是非常难。如果你能证明 0.5+epsilon,你的方法肯定可以用于数论中的许许多多其它领域。
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