其他人或許沒法跟上陳末的節奏,又因為前麵的過程已經被擦掉,到後麵更是完全看不懂陳末在寫什麼。
但鄭明陽能夠看懂,已經研究這個證明好幾天,本身也是這個領域專家的他,當然能夠看懂陳末的證明。
但正因為能夠看懂,當看到陳末一步步推導,即將畢竟那個最終答案時,鄭明陽心中也開始翻江倒海。
他本以為陳末隻是運氣好,碰巧寫出了一個形式。
沒想到這個高一學生當場就給出了一個完整的、嚴密的證明,而且證明思路極其巧妙,用模2q的高斯和來提升指數,再利用奇偶拆分和對偶性,將未知的和與已知的高斯和聯繫起來。
他做了二十年解析數論,高斯和的理論爛熟於心,但從未想過用這種升模技巧來估計線性指數和。
這個技巧雖然簡單,但需要極強的數論直覺和對特徵結構的深刻理解。 【寫到這裡我希望讀者記一下我們域名 ->.】
陳末寫得飛快,嘴裡念念有詞。
副校長趙振中悄悄湊到周知耳邊:「老周,他說的特徵是什麼?是性格特徵嗎?」
周知嘴角抽搐了一下:「趙校,是Dirichlet特徵……一種數論函數。」
「哦。」
趙振中點點頭,然後又問,「那模2q是什麼意思?」
周知沉默了兩秒,選擇說實話:「老趙,要不您先別問了,等回去我再給您解釋。」
趙振中識趣地閉上了嘴。
另一邊,薑帆正在手機上瘋狂搜索高斯和。
然而,搜索結果讓他更加迷茫,維基百科上的公式比他想像中的還複雜。
胡鑫倒是相對鎮定,因為他早就放棄了理解。
他在想的是,這個學生還是我班上的那個陳末嗎?
他想到了陳末每節課下課問他的問題,再看看眼前的白板,「所以,我何德何能,能給這種妖孽解答問題?」
「所以T=ψ(2)S+ψ(2)S{共軛}。」
「這是一個實數,因為它是共軛對稱的。」
「而|T|=√2q是已知的,因為ψ是二次特徵,高斯和的模長是根號下模數。」
「設ψ(2)=±1,那麼T=±(S+S{共軛})或者T=±(S−S{共軛}),取決於具體符號。」
「但不管哪種情況,都有∣S∣=∣T∣/2⋅某個因子……」
陳末快速計算,最後在白板上寫下,
∣S∣=√q!
辦公室裡安靜了三秒鐘。
然後,鄭明陽猛地站了起來。
「這……」他的聲音有些顫抖。
雖然在看到陳末進入狀態後,他就有所預料,但當陳末真的給出了完整的證明後,他還是有些不敢相信自己的眼睛。
怔怔的盯著白板看了好久,鄭明陽才回過頭來看向陳末,「你是怎麼想到用2q的?」
陳末也沒想到最後自己竟然真的證明了出來,就像當時他給白芷講題一樣,一開始隻是有個思路,但隨著一步步推導,結論就像是水到渠成一般出來了。
數學,好像也沒那麼難嘛!
「因為e^{πik/q}=e^{2πik/(2q)},所以我想把問題轉化成模2q的高斯和,然後我發現,模2q的二次特徵可以分解……」
「不,我不是問這個。」鄭明陽打斷了他,「我是問,你怎麼想到奇偶拆分之後,奇數項和偶數項會互為共軛?這個對稱性,我做了二十年數論,從來沒有從這個角度想過。」
陳末想了想,說:「其實就是……把求和區間[1,2q]映射到自身,用k↦2q−k這個變換,這個變換把奇數變成奇數,偶數變成偶數,而且把指數變成共軛。
然後我注意到,ψ(2q−k)=ψ(−k)=ψ(−1)ψ(k)。隻要ψ(−1)=1,就能讓奇數項和偶數項完美配對。」
「就這麼簡單?」鄭明陽的聲音有些發澀。
「就這麼簡單。」陳末點頭,「隻是……要選對ψ的構造,讓ψ(−1)=1。」
鄭明陽緩緩坐回椅子上,目光呆滯地看著白板。
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