Unique expansions in number systems via refinement equations

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Using the subdivision scheme theory we develop a criterion to check if each natural number has at most one representation in the $n$-ary number system with a set of nonnegative integer digits $A=\{a_1, a_2,…, a_n\}$ that contains zero. This uniqueness property is shown to be equivalent to a certain restriction on the zeros of the trigonometric polynomial $\sum_{k=1}^n e^{-2\pi i a_k t}$. From this criterion, under a natural condition of irreducibility for $A$, we deduce that in the case of a prime number $n$ uniqueness holds if and only if the digits of $A$ are distinct modulo $n$, whereas for any composite $n$ we show that the latter condition is not necessary. We also establish a connection of this uniqueness with the problem of semigroup freeness for affine integer functions of equal integer slope; in combination with the two criteria, this allows us to fill the gap in a work of Klarner on the question of Erdős about the densities of affine integer orbits and to establish a simple algorithm to check freeness and the positivity of density in the case when the slope is a prime number.

作者简介

Sergei Konyagin

Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: konyagin@mi-ras.ru
ORCID iD: 0000-0002-9669-5446
Scopus 作者 ID: 6701482885
Researcher ID: Q-4807-2016
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

Vladimir Protasov

Dipartimento di Ingegneria e Scienze dell'Informazione e Matematica, University of L'Aquila, L'Aquila, Italy; Faculty of Mechanics and Mathematics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

Email: vladimir.protasov@univaq.it
ORCID iD: 0000-0002-2410-2971
Scopus 作者 ID: 7005728944
Researcher ID: C-8550-2016
Doctor of physico-mathematical sciences, no status

Alexey Talambutsa

Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; Laboratory of Theoretical Computer Science, National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russia

Email: altal@mi-ras.ru
ORCID iD: 0000-0002-1237-9682
Scopus 作者 ID: 8958606200
Researcher ID: Q-4532-2016
Candidate of physico-mathematical sciences, no status

参考

  1. J. Cassaigne, T. Harju, J. Karhumäki, “On the undecidability of freeness of matrix semigroups”, Internat. J. Algebra Comput., 9:3-4 (1999), 295–305
  2. A. S. Cavaretta, W. Dahmen, C. A. Micchelli, Stationary subdivision, Mem. Amer. Math. Soc., 93, no. 453, Amer. Math. Soc., Providence, RI, 1991, vi+186 pp.
  3. G. M. Chaikin, “An algorithm for high-speed curve generation”, Comput. Graphics and Image Processing, 3:4 (1974), 346–349
  4. G. de Rham, “Sur une courbe plane”, J. Math. Pures Appl. (9), 35 (1956), 25–42
  5. G. de Rham, “Sur les courbes limites de polygones obtenus par trisection”, Enseign. Math. (2), 5 (1959), 29–43
  6. N. Dyn, J. A. Gregory, D. Levin, “Analysis of uniform binary subdivision schemes for curve design”, Constr. Approx., 7:2 (1991), 127–147
  7. N. Dyn, D. Levin, “Subdivision schemes in geometric modelling”, Acta Numer., 11 (2002), 73–144
  8. P. Erdős, R. L. Graham, Old and new problems and results in combinatorial number theory, Monogr. Enseign. Math., 28, Univ. de Genève, Enseignement Math., Geneva, 1980, 128 pp.
  9. De-Jun Feng, N. Sidorov, “Growth rate for beta-expansions”, Monatsh. Math., 162:1 (2011), 41–60
  10. J. Honkala, “Unique representation in number systems and $L$ codes”, Discrete Appl. Math., 4:3 (1982), 229–232
  11. J. Honkala, “On number systems with finite degree of ambiguity”, Inform. and Comput., 145:1 (1998), 51–63
  12. J. E. Hutchinson, “Fractals and self-similarity”, Indiana Univ. Math. J., 30:5 (1981), 713–747
  13. J. Jankauskas, J. M. Thuswaldner, “Rational matrix digit systems”, Linear Multilinear Algebra, 71:10 (2023), 1606–1639
  14. D. A. Klarner, “An algorithm to determine when certain sets have $0$-density”, J. Algorithms, 2:1 (1981), 31–43
  15. D. A. Klarner, “A sufficient condition for certain semigroups to be free”, J. Algebra, 74:1 (1982), 140–148
  16. D. A. Klarner, J.-C. Birget, W. Satterfield, “On the undecidability of the freeness of integer matrix semigroups”, Internat. J. Algebra Comput., 1:2 (1991), 223–226
  17. A. Kolpakov, A. Talambutsa, “On free semigroups of affine maps on the real line”, Proc. Amer. Math. Soc., 150:6 (2022), 2301–2307
  18. J. C. Lagarias, “Erdős, Klarner, and the $3x+1$ problem”, Amer. Math. Monthly, 123:8 (2016), 753–776
  19. J. C. Lagarias, Yang Wang, “Integral self-affine tiles in $mathbb R^n$. I. Standard and nonstandard digit sets”, J. London Math. Soc. (2), 54:1 (1996), 161–179
  20. Jian-Lin Li, “Digit sets of integral self-affine tiles with prime determinant”, Studia Math., 177:2 (2006), 183–194
  21. H. A. Maurer, A. Salomaa, D. Wood, “$mathrm L$ codes and number systems”, Theoret. Comput. Sci., 22:3 (1983), 331–346
  22. C. A. Micchelli, H. Prautzsch, “Uniform refinement of curves”, Linear Algebra Appl., 114/115 (1989), 841–870
  23. V. Protasov, “Refinement equations with nonnegative coefficients”, J. Fourier Anal. Appl., 6:1 (2000), 55–78
  24. V. Yu. Protasov, “The Euler binary partition function and subdivision schemes”, Math. Comp., 86:305 (2017), 1499–1524

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Konyagin S.V., Protasov V.Y., Talambutsa A.L., 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».