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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/30014
Tipo: | Dissertação |
Título: | Fundamentos da aritmética formal |
Autor(es): | Rolim, Raphael Reichmann |
Primeiro Orientador: | Pellegrino, Daniel Marinho |
Primeiro Coorientador: | Raposo Júnior, Anselmo Baganha |
Resumo: | Neste trabalho propus a união da axiomática de Peano à axiomática dos espaços vetoriais, através do conceito de base ordenada, culminando na definição de espaço aritmético. Esta união permitiu uma sistematização universal dos procedimentos mais comuns do estudo da teoria dos números através de funções geradoras, desenvolvendo uma linguagem compreensiva e coesa. Defini a noção de aritmética, função sucessora e gerador, operações aritméticas iterativas e endomórficas, e de monóides de operações e seus homomorfismos, assim como a noção autossimilar de meta-aritmética. Desenvolvi o conceito de álgebra de operações aritméticas, transportando completamente a teoria das operações aritméticas para dentro da teoria das transformações lineares. Mostrei como as álgebras definidas podem ser compreendidas de diversas maneiras já bem estabelecidas da Álgebra, e a relação destas estruturas com álgebras convolutivas. Estudei seus homomorfismos quando são álgebras de Banach e, em particular, o problema da inversão aritmética nestas álgebra. Provei a decomposição do grupo de seus elementos invertíveis em fatores elementares, teorema consideravelmente mais útil que o Teorema Fundamental da Álgebra. Investiguei combinatorialmente algumas relações, em especial a construção das multiplicações primas pelas naturais, a Lei das Fatorações Naturais e algumas fórmulas primitivas. Criei a noção de álgebra simetrizada de operações e a teoria vaga dos correspondentes simetrizados. Descrevi como a álgebra das operações aditivas circulares faz nascer, da maneira mais natural, o conceito da Transformada de Fourier Discreta, noção fundamental da disciplina de processamento de sinais. Obtive representações de funções aritmeticamente notáveis, como a função de Mertens de maneira abstrata, sem recorrer à função Zeta, por meio da análise harmônica aplicada aos grupos de operações invertíveis. Por fim, mostrei um argumento heurístico para a obtenção de uma assintótica intimamente ligada à hipótese de Riemann, utilizando resíduos complexos da teoria clássica. |
Abstract: | In this work I proposed the union of Peano's axiomatics to the axiomatics of vector spaces, through the concept of ordered basis, culminating in the de nition of arithmetic space. This union allowed a universal systematization of the most common procedures in the study of number theory through generating functions, developing a comprehensive cohesive language. I de ned the notion of arithmetic, successor function and generator, iterative and endomorphic arithmetic operations, and monoids of operations and their homomorphisms, as the self-similar notion of meta-arithmetic. I developed the concept of algebra of arithmetic operations, completely translating the theory of arithmetic operations into the theory of linear transformations. I showed how the de ned algebras can be understood in several well-established ways of Algebra, and the relationship of these structures with convolutional algebras. I studied their homomorphisms when they are Banach algebras and, in particular, the problem of arithmetic inversion in these algebras. I proved the decomposition of the group of its invertible elements into elementary factors, a theorem considerably more useful than the Fundamental Theorem of Algebra. I investigated some relations combinatorially, in particular the construction of prime multiplications by natural ones, the Law of Natural Factorizations and some primitive formulas. I created the notion of symmetrized algebra of operations and the vague theory of symmetrized correspondents. I described how the algebra of circular additive operations gives rise, in the most natural way, to the concept of the Discrete Fourier Transform, a fundamental notion of the discipline of signal processing. I obtain representations of arithmetically remarkable functions, such as the Mertens function, in an abstract way, without resorting to the Zeta function, through harmonic analysis applied to groups of invertible multiplicative operations. Finally, I show a heuristic argument for obtaining an asymptote closely linked to the Riemann hypothesis, using complex residues of the classical theory. |
Palavras-chave: | Álgebra linear Teoria dos números Axiomas de peano Formalismo de Hilbert Números primos Linear Algebra Number Theory Peano Axioms Hilbert's Formalism Prime Numbers Convolutions |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Matemática |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Matemática |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/30014 |
Data do documento: | 18-Ago-2023 |
Aparece nas coleções: | Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Matemática |
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