1. 引言
最小公倍数问题是数论中的经典问题之一。整数环Z上最小公倍数的和函数定义为:
那么
的和函数的渐近公式为
参见([1], Th.6.3)。
lcm和函数的其他推广结果可参考[2] [3]。
如果对任意的正整数n,若
且
,那么称d是n的酉除数(unitary divisor),其基本性质可见[4]。
那么,同样也可以考虑
相关的计数问题。H. Jager [5]在1962年得到该和式的渐近公式。Suryanarayana D, Sitaramachandrarao R [6], WG Nowak, M Schmeier [7]分别在黎曼假设的前提下将该渐近公式的余项改进至
,
。
基于以上结果的启发,本文研究当两个数的酉最小公倍数小于等于x时满足该条件的数对
有多少个,即对
进行计算,得到如下定理。
定理:
,其中
为常数。
2. 基本引理
引理2.1:
证明:参见([8],定理0.8)
引理2.2:
证明:参见([8],定理2.8)
引理2.3:(a)
(b)
,
且
证明:参见([9],P61,定理3.2)
引理2.4:
,A为常数
证明:由Euler求和公式即可得出
由于
故
收敛,记为常数A
引理2.5:
证明:见文献[4]
引理2.6:
,
为
的一个二次多项式
证明:见文献[10]
3. 定理证明
证明:首先由引理2.5将所求和式转化为下式
这里令
。下面由引理2.2,我们将上式转化以下和式
其中
下面对
分别进行计算,从而得到所需结果
A、对
的计算:
(1)
B、对
的计算:
(2)
C、对
的计算:
所以
(3)
D、对
的计算:
综合上式有:
(4)
综合(1)~(4)式定理得证。
符号说明
|
两个数的最小酉公倍数 |
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黎曼zeta函数 |
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莫比乌斯函数 |
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以自然常数e为底的对数 |
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三维除数函数 |
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欧拉常数 |
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两个数的最大酉公因数 |