Б. Риман высказал гипотезу, что все нетривиальные нули x (s
) лежат на прямой Res =
1
/2
, из чего следует, чтоy(x
)=x + O
(ln2
x
),
Из справедливости любой из последних формул следует гипотеза Римана. По аналогичной схеме были изучены L
-ряды Дирихле. В 1896 Ш. Ла Валле Пуссен
и Ж. Адамар
доказали, что x(s
) ¹
0 в области Res
³
1, откуда следовала формула (асимптотический закон распределения простых чисел)
Кроме этого, Ш. Ла Валле Пуссен доказал, что x(s
) ¹
0 в области
и что
где с
и c1
— положительные постоянные. Такой же результат был получен им и для простых чисел в арифметических прогрессиях: если p(х
, k
, l
) —
число простых чисел вида kn +
1, n
£ х
, k
и l—
взаимно простые числа, то
Метод получения асимптотических формул для p(х
), Y(х
), p(х
, k
, l
), названный методом комплексного интегрирования, нашёл многочисленные применения. Основой этого метода служит формула
Теория квадратичных форм, начатая работами Л. Эйлера, К. Гаусса, П. Дирихле, продолжала своё развитие в работах А. Н. Коркина
, Е. И. Золотарёва
и А. А. Маркова
.
В частности, А. Н. Коркин и Е. И. Золотарёв доказали теорему: переменным любой положительной кватернарной квадратичной формы определителя D
можно придать такие целые значения, что значение формы не будет превосходить величины , и существуют такие формы, минимумы которых равны .
Примером такой формы является следующая: .
Исследования А. А. Маркова относились к изучению минимумов бинарных квадратичных форм положительного определителя и привели к целому ряду новых открытий.
Проблемы целых точек в областях на плоскости получили своё дальнейшее развитие в трудах Г. Ф. Вороного
, создавшего (1903) метод, с помощью которого доказано, что остаточный член в асимптотической формуле Дирихле для числа целых точек под гиперболой имеет порядок корня кубического из главного члена. Позднее (1906) метод Вороного был перенесён В. Серпиньским
на проблему Гаусса целых точек в круге с тем же результатом. В это же время были предприняты попытки найти решения аддитивных проблем Ч. т. и, в частности, решить Варинга проблему
.
В 1909 она была решена Д. Гильбертом
.
Второе, третье и четвёртое десятилетия 20 в. были исключительно богаты новыми идеями и методами в Ч. т. Г. Вейль
, решая задачи, связанные с устойчивостью Солнечной системы, пришёл к понятию равномерного распределения дробных долей целочисленных функций: дробные доли действительнозначной функции F
(x
) равномерно распределены на [0,1) при х=
1,2,3.,.., если число попаданий дробных долей F
(x
) на любой интервал из [0.1) пропорционально длине этого интервала. Он доказал, что для равномерности распределения дробных долей F
(x
) необходимо и достаточно выполнение соотношения: ,
при любом фиксированном ½m
½>0, и получил нетривиальные оценки ½S
(F
)½ в случае, когда F
(x
) —
многочлен, старший коэффициент которого есть иррациональное число. И. М. Виноградов, изучая распределение значений символа Лежандра на отрезках малой длины по сравнению с модулем, доказал (1914) неравенство, X
> 0, из которого следует, что квадратичных вычетов и невычетов на любом отрезке, длина которого чуть больше , асимптотически поровну. Кроме того, он высказал гипотезу, что это будет верно при Х > р
e
, где e > 0 — сколь угодно малое число. В 1917 И. М. Виноградов доказал, что число целых точек в области 0 < y
£ f
(x
), a < x
£ b
, при определённых ограничениях на порядок роста второй производной f
(x
), равно площади этой области с точностью до слагаемого порядка корня кубического из главного члена. Позднее чешским математиком В. Ярником установлено, что точность этой формулы при сделанных предположениях относительно f
(x
) нельзя существенно улучшить. Норвежским математиком В. Бруном доказаны (1919) теоремы, которые в определённом смысле приближались к проблеме простых близнецов и проблеме Эйлера. А именно, им доказана бесконечность числа пар u1
и u2
, таких, что u1
— u2
=
2 и число простых делителей u1
и u2
не превосходит девяти; а также разрешимость уравнения u1
+ u2
=
2N
,
с теми же условиями на u1
и u2
Г. Харди
и Дж. Литлвуд
опубликовали (1922—23) серию мемуаров под общим названием «Partitio Numerorum», в которых развили общий метод решения аддитивных задач Ч. т., получивший впоследствии название «кругового». Этот метод (на примере решения проблемы Варинга) состоит в следующем: пусть[missing picture], ,
тогда
где Ik
(N
) —
число решений уравнений Варинга, которое находят по формуле.
Г. Харди и Дж. Литлвуд изучали последний интеграл при R
®1— 0. Окружность интегрирования определённым образом разбивается на «большие» и «малые» дуги (отчего и получил название метод), при этом интегралы по «большим» дугам дают главный член асимптотической формулы для Ik
(N
),
а по «малым» — остаточный. Т. о. получают асимптотическую формулу величины