自然数表为三角形数和的方法数
2023-06-20 09:10:52
论文总字数:6962字
摘 要
本文利用 Liouville 恒等式和因子和函数的卷积和公式推导了自然数n表为x1(x1-1)/2 3x2(x2-1)/2 x3(x3-1)/2 3x4(x4-1)/2和x1(x1-1)/2 x2(x2-1)/2 x3(x3-1)/2 x4(x4-1)/2 k(x5(x5-1)/2 x6(x6-1)/2 x7(x7-1)/2 x8(x8-1)/2)(k=2, 3)的方法数。我们也获得了Ramanujan 函数的六个新公式。
关键词: Liouville恒等式,三角形数,因子和,偶函数
Abstract: In this paper, by using Liouville’s identities and formulas for convolution sums involving the sum of divisors we deduce formulas for the number of representations of n as x1(x1-1)/2 3x2(x2-1)/2 x3(x3-1)/2 3x4(x4-1)/2 and x1(x1-1)/2 x2(x2-1)/2 x3(x3-1)/2 x4(x4-1)/2 k(x5(x5-1)/2 x6(x6-1)/2 x7(x7-1)/2 x8(x8-1)/2) (k=2,3). We also obtain six formulas for Ramanujan’s function.
Key words: Liouville’s identity, triangular number, the sum of divisors, even function
目 录
1. 引言………………………………………………………………………………………………4
2. 的一般公式…………………………………………………………………………5
3. 的一般公式…………………………………………………………………7
4. 的一般公式……………………………………………………………………9
5. 与的计算公式…………………………………………………………………11
6. 的一些公式………………………………………………………………14
结论………………………………………………………………………………………………………19
参考文献 ………………………………………………………………………………………………20
致谢 ………………………………………………………………………………………………21
1. 引言
19世纪法国数学家Liouville 提出了18 个在数论上有重要用途的恒等式(可参见),这些恒等式可以用来计算一些因子和函数的卷积和,也可以计算一些类似 的和, 这里N为正整数集,,表示Legendre-Jacobi-Kronecker符号,其中,且,一些简单的的值如下:
在计算一个自然数n表为若干个平方数或三角形数(形如,)和的方法数时,这些卷积和公式和 的公式起着非常重要的作用。例如在中,通过用这些公式计算得到了:
, ,
这里为表为四整数平方和的方法数,为表为四个非负三角形数和的方法数,
我们用表示非负三角形数组成的集合,即,并令
,
即表示不定方程在中解的个数。在本文中,我们利用Liouville恒等式和因子和的卷积和得到了一些自然数n表为三角形数和的方法数公式,如(参见定理2.1),(参见定理3.1),(参见定理4.1)。虽然 的公式在中已经得到,但用的是一些比较高深的方法,而我们只用了一些相对较初等的方法就得到了这个公式。令
,
,,
在本文的最后,我们得到了如下与Ramanujan函数有关的因子和函数的卷积和公式,一些其它的因子和的卷积和公式见,
,
,
我们也得到了如下的因子和函数的卷积和公式,
,
,
,
.
2. 的一般公式
在证明的公式时需用如下引理,这些引理都是已知的。以下都用,表示复数集。
引理2.1 ,. 设,则
.
引理2.2 . 设,,则有
,
这里 其中.
引理2.3 . 设为到的映射,且为偶函数,则时有
,
这里 .
若(m为奇数),则引理2.3等价于:
引理2.4 . 设为到的映射,且为偶函数,则时有
.
定理2.1. 如果,(,), 那么
.
证明:
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