前記事の命題(一般化Koopman-von Neumannの構造定理)の証明はTao(2006)の論文で扱ったエネルギー増加法の考え方で証明されます*1。この考え方に基づいて、構造定理は次の命題に帰着されます。命題 (反復ステップ, Proposition 8.2) を-擬ランダム測度とし、…

§8 A Furstenberg tower, and the proof of Theorem 3.5 を二回に分けて読んでいきます。この記事では、擬ランダム測度に対するSzemerédiの定理 (Thm 3.5)を構造定理 (Prop 8.1)に帰着させます。ここで、改めてTaoによるSzemerédiの定理の証明のスキームを思…

後半で基本Gowers反一様関数達に良い性質を持つ-加法族を付随させる命題を証明します。命題 (Proposition 7.3) を-擬ランダム測度とし、を整数とする。また、は基本Gowers反一様関数、 はパラメータ、は§7(その一)の命題で存在する-加法族であり、とする。こ…

§7 Generalized Bohr sets and -algebras を二記事に分けて読みます。最初は上の-加法族に関する基本用語が述べられていて、Tao(2006) §6(その一)の内容と重複しています。ので、全部省略できますが、前の記事で述べていなかった点を補足しておきます。を上…

後半では基本Gowers反一様関数に関する一様分布性を証明します。定義 を-擬ランダム測度とする。が任意の に対して成り立つような関数 によって と表されるような関数のことを基本Gowers反一様関数とよぶ。とすると、§6(その一)の補題より、十分大きい に対…

§6 Gowers anti-uniformity を二回に分けて読んでいきます。定義１ 関数 に対して、のGowers反一様性ノルム をで定義する。はにノルム を付随して得られるBanach空間。感覚としては、Gowers一様性ノルムが小さければ小さいほどGowers一様性が高く、Gowers反…

又吉直樹先生、千葉逸人先生、鈴木咲衣先生による数学に関する番組が昨日放映されました。私は23日から東京に滞在しており、昨日の深夜に帰ってきたため、今日の朝に録画を観させていただきました。ちなみに、23日の夜にとある飲み会で千葉先生とすれ違いに…

後半のこの記事では、擬ランダム測度に対する一般化von Neumann定理の主張を述べて、(かつ)の場合の証明をした後に一般の場合を証明します。論理的にはの場合の証明を別途与えることは不要ですが、証明の本質を理解するためにGreen-Taoが書いてくれているの…

§5 Gowers uniformity norms, and a generalized von Neumann theorem を二回に分けて読みます。この記事ではGowers一様性ノルムの定義を行います。Tao(2006)の方でも既に取り扱っていますが、Gowers内積を用いてGowers一様性ノルムを再定義し、Tao(2006)で…

§3 Psuedorandam measures を読みます。測度の線形形式条件、相関条件を定義し、擬ランダム測度に対するSzemerédiの定理を定式化します。定義１ (線形形式条件, Definition 3.1) を測度とする。正整数パラメータに対して、が-線形形式条件を満たすとは次が成…

§2 An outline of the proof には重要な発想の転換について書かれています。何もないところからいきなり歴史的大難問を解くのは難しいでしょう。今となっては我々はSzemerédiの定理という等差数列に関する大定理を手中にしています。これを足掛かりにGreen-T…

それでは記念碑的論文B. Green, T. Tao, The primes contain arbitrarily long arithmetic progressions, Annals of Mathematics. 167 (2), (2008), 481–547.を読んでいきましょう。§1から§4まではイントロ的内容で本格的な証明は§5から始まります。なので、…

この記事でSzemerédiの定理の証明が完結します。 §6(その一)の補題３直後の式、Cauchy-Schwarzの不等式、前記事④より、任意のに対してが成り立つ。従って、Markovの不等式より −①である。に対してをと定義する。このとき、各に対して −②が成り立つ。理由: に…

Taoの論文の最終節: §10 Recurrence for almost periodic functions に入ります。Szemerédiの定理の証明で残っているのは(再掲) 一様概周期関数の回帰性 (Theorem 3.3) を整数とする。非負値有界関数 は或る に対して1. 2. 3. を満たすと仮定する。このとき…

この記事では、前記事の命題の証明を完成させます。定義 をの部分集合とし、とする。に対して とすると、はHilbert空間になる*1。に対して-ノルム はで与えられる。前記事の第四帰着を更にもう一段階帰着させます。第五帰着 前記事命題の設定のもと、任意の…

§9 Compactness on atoms, and an application of van der Waerden's theorem を二回に分けて読んでいきます。残すところは構造化回帰定理(Thm 3.3)のみですが、これは§9と§10の二節を使って証明されている最も難しい部分となります。この記事ではKeyとなる…

§8 Proof of the structure theorem では前節のエネルギー増加法を用いて構造定理(Thm 3.5)を証明します。命題 (構造定理ダイコトミー, Lemma 8.1) を整数とし、非負値有界関数 は或るに対して条件を満たすと仮定する。を任意の関数とする。また、は整数で、…

§7 The energy incrementation argument ではエネルギーを定義し、構造定理(Thm 3.5)と構造化回帰定理(Thm 3.3)の証明で用いるエネルギー増加法を抽象的な形で用意します。定義 (エネルギー) 関数の組 と 上の-加法族 に対して、エネルギー をと定義する。§6…

前の記事では一様概周期関数に対して良い上の-加法族が存在することを示しましたが、この記事では複数の一様概周期関数によって生成される上の-加法族について議論します。定義 (Definition 6.4) 整数 に対して、上の-加法族が-コンパクトであるとは , が存…

この記事では、一様概周期関数に対して良い振る舞いをする上の-加法族の存在を示します。命題 (Proposition 6.2) を一様概周期関数*1とし、とする。このとき、とのみに依存する-加法族が存在して、となる任意の非負整数 となる任意の実数 に対して のアトム…

§6 Factors of almost periodic functions に入ります。まず、上の-加法族の基本事項をまとめます。定義１ (Definition 6.1) の部分集合族*1が上の-加法族であるとは、 が成り立つときにいう*2。また、包含関係について極小となる空でないの元をのアトムと呼…

§5 Almost periodic functions の後半です。構造定理(Thm 3.5)は前半で導入した一様概周期性と§4で導入したGowers一様性のある種の双対性と思うことができます。ここでは二つの双対性(命題１＆命題２)を示しますが、命題１はSzemerédiの定理の証明には使わな…

§5 Almost periodic functions を二回に分けて読んでいきます。前半は一様概周期性ノルム族の定義を行います。定義１ (Banach代数, Definition 5.1) をの部分-代数とする。このとき、が上の関数達のなすBanach代数*1であるとは、ノルムが備わっており、ノル…

§4 Uniformity norms, and the generalized von Neumann theorem ではGowers一様性ノルムを定義して一般化von Neumann定理(Thm 3.1)を証明します。van der Corputの補題 任意の関数 に対してが成り立つ。証明. 左辺はであり、右辺はなので、とすることにより…

§3 Overview of proof では証明のスキーム 或るという対象がある。 には或るランダム性と構造という概念を定義することができる。 を(構造化部分)+(誤差項)に分ける構造定理を示す。誤差項はランダムな部分。 誤差項を取り除く一般化von Neumann定理及び構造…

この記事からT. Tao, A quantitative ergodic theory proof of Szemerédi’s theorem, The electronic Journal of Combinatorics 13, (2006), 1−49.を読んでいきます。integers.hatenablog.comSzemerédiの定理の証明のスキーム*1を常に思い出しておきましょう…

素数のもつ秩序。それは人類に幾度となく驚きと喜びを与えてくれました。そして、これからも与え続けてくれることでしょう。 素数の秩序に関する人類の最初の大きな勝利は素数定理 を発見し、証明したことだと思います。 素数の分布は高度に非自明で、一見す…

をに関する-数列の最大項数とします(この記事ではRothに従ってやも正整数を表します)。Rothは以下のErdős-Turánによる予想integers.hatenablog.comErdős-Turán予想 を1953年までに解決しました*1。彼はその直後、より精密な定理定理 (Roth, 1953) とする。こ…

を正の整数とし、を満たすような整数列を考えましょう。が等差数列をなすような三項を一切含まないとき、は(に関する)-数列であるといいます。定義 をに関する-数列としてあり得る最大項数と定義する。このとき、ErdősとTuránは次のようなの上からの評価を与…

時は1921年。前年には日本人数学者高木貞治が類体論に関する大論文を発表していたが、この年、一人のオランダ人数学者は新しい数学の鉱脈を発見した。彼の名は Pierre Joseph Henry Baudet 「自然数全体のなす集合を二つの集合に分けてみよう。このとき、ど…