朱萍萍,洪海燕
1993年,羅馬尼亞數(shù)學(xué)家F.SMARANDACHE在其論著中提出了一些新的函數(shù),并且列舉了100 多個(gè)未曾解決的問題及猜想,眾多學(xué)者都對(duì)其中的很多問題進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,并獲得了一定的成果[1-3].
對(duì)于任意大于1 的正整數(shù)m,n,設(shè)fm(n)是不小于n的最小m次方部分,例如f3(1)= 1,f3(2)= 8,f3(3)= 8,f3(4)= 8,f3(5)= 8,f3(6)=8,f3(7)= 8,f3(8)= 8.
設(shè)Sm(n)是不小于n的所有正整數(shù)的m次方 部 分 之 和,即文獻(xiàn)[4]利用初等方法研究了fm(n)的均值性質(zhì),并給出了fm(n)的漸近性公式;文獻(xiàn)[5]利用解析法給出了fm(n)及除數(shù)函數(shù)的漸近性公式;文獻(xiàn)[6]利用初等法和解析法研究了正整數(shù)的四次方數(shù)列求和問題,給出了S4(n)的計(jì)算公式,即但 是并沒有給出Sm(n)的計(jì)算公式.文獻(xiàn)[7]直接利用f3(n)的性質(zhì),給出了S3(n)的計(jì)算公式,即而當(dāng)k= 2,n= 8 時(shí),S3(8)= 11.6 不是整數(shù),文獻(xiàn)[7]所給的公式是錯(cuò)誤的.
鑒于目前仍未有學(xué)者研究Sm(n)的一般性公式及漸近性,本文根據(jù)Bernoulli 多項(xiàng)式與連續(xù)正整數(shù)的齊次和的關(guān)系式,推導(dǎo)出了Sm(n)的一般性計(jì)算公式及其漸近性,得到相應(yīng)結(jié)論.
由定義可知Sm(n)= (1m- 0m)1m+ (2m-1m)2m+ 3m(3m- 2m) + …(n-km)nm,即
根據(jù)二項(xiàng)式定理[8]可知
對(duì)于正整數(shù)c和t,設(shè)
所以有
結(jié)合(3)式,可得
由其 中Bt+1與Bt+1(c+ 1) 分 別 是 第t+ 1個(gè)Bernoulli 數(shù)和Bernoulli 多項(xiàng)式,因而
由式(5)及式(6)式可得定理1.
證 明 由當(dāng)n→∞時(shí),有k→∞,且(k- 1)m<n≤km,顯然有
又由
可得
而當(dāng)i=m- 1 時(shí),
由定理1 及式(7)、式(8)、式(9)、式(10)可得推論1.
對(duì)于連續(xù)正整數(shù)的m次方部分和的研究,筆者引入了正整數(shù)的齊次和與Bemoulli 多項(xiàng)式之間的關(guān)系式,再借助二項(xiàng)式定理展開式推導(dǎo)出Sm(n)的一般性計(jì)算公式,該方法可用于推導(dǎo)出Tm(n)的一般性計(jì)算公式及其漸進(jìn)性(設(shè)Tm(n)是不大于n的所有正整數(shù)的m次方部分和),有興趣的讀者可以嘗試.
通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)2020年12期