Обобщенная проблема делителей с натуральными числами, имеющими двоичные разложения специального вида
К. М. Эминянab a Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана
b Финансовый университет при Правительстве РФ
Аннотация:
Пусть
$\tau_k(n)$ — число решений уравнения
$x_{1}x_{2}\cdots x_{k}=n$ в натуральных числах
$x_{1}$,
$x_{2}$,
$\ldots$ $ x_{k}$. Пусть
$$
D_k(x)=\sum_{n\leqslant x}\tau_k(n).
$$
Задача получения асимптотической формулы для
$D_k(x)$ при
$k=2$ называется проблемой делителей Дирихле, а при
$k\geqslant 3$ — обобщенной проблемой делителей Дирихле.
Эта асимптотическая формула имеет вид
$$
D_k (x)=x P_{k-1}(\log x)+O(x^{\alpha_k +\varepsilon}),
$$
где
$ P_{k-1}(x)$ — многочлен степени
$k-1$,
$0<\alpha_k<1$,
$\varepsilon >0$ — сколь угодно малое число.
Обобщенная проблема делителей Дирихле имеет богатую историю.
В 1849 Л. Дирихле [1] доказал, что
$$
\alpha_k \leqslant 1-\frac{1}{k}, \quad k\geqslant 2.
$$
В 1903 году Г.Ф. Вороной [2] доказал, что
(см. также [3])
$$
\alpha_k \leqslant 1-\frac{1}{k+1}, \quad k\geqslant 2.
$$
В 1922 году Г. Харди и Д. Литтлвуд [4] доказал, что
$$
\alpha_k \leqslant 1-\frac{3}{k+2}, \quad k\geqslant 4.
$$
В 1979 году Р. Хис-Браун [5] доказал, что
$$
\alpha_k \leqslant 1-\frac{3}{k}, \quad k\geqslant 8.
$$
В 1972 году замечательный результат получил А. А. Карацуба [6]. Его оценка остаточного члена асимптотической формулы имеет вид
$$
O(x^{1-\frac{c}{k^{2/3}}}(c_{1}\log x)^{k}),
$$
где
$c>0$,
$c_1>0$ — абсолютные постоянные.
Эта оценка равномерна по
$ 2\leqslant k \leqslant \log x$.
Пусть
$\mathbb{N}_{0}$ — класс множества натуральных чисел, двоичного разложения которых содержат четное число единиц.
В 1991 автор [8] решил проблему делителей Дирихле в числах из множества
$\mathbb{N}_{0}$ и получил формулу
$$
\sum_{\substack{n\leqslant X\\ n\in \mathbb{N}_{0}}}\tau(n)=\frac{1}{2}\sum_{n\leqslant X}\tau(n)+O(X^{\omega }\ln^{2}X),
$$
где
$\tau(n)$ — число делителей
$n$, $\omega=\frac{1}{2}\big(1+\log_{2}\sqrt{2+\sqrt{2}}\big)=0.9428\ldots$.
В настоящей статье обобщенная проблема делителей Дирихле решается в числах из множества
$\mathbb{N}_{0}$.
Библиография: 15 названий.
Ключевые слова:
обобщенная проблема делителей, двоичные разложения, асимптотическая формула, равномерная оценка остаточного члена.
УДК:
511 Поступила в редакцию: 18.12.2015
Принята в печать: 11.03.2016