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$\开始组$

假设亿美元$是一个给定的正整数。然后是丢番图方程$x=n$只有$1$解决方案。通过检查,我发现Diophantine方程$x+2y=n$$\left\lfloor\dfrac{n}{2}+1\right\rfloor$非负解$(x,y)$
此外,根据这个帖子丢番图方程$x+2y+3z=n$$\left\lfloor\dfrac{n^2}{12}+\dfrac{n}{2}+1\left\lfloor$非负解$(x,y)$

非负整数解的个数是否有封闭形式$(x_1,x_2,\cdot,x_k)$属于$$x_1+2x_2+3x_3+\cdots+kx_k=n$$对于给定的$k\in\Bbb{N}$?

我如何严格地证明这些公式?

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经过一次繁琐的计算,我发现$w+2x+3y+4z=n$$\left\lfloor\dfrac{n^3}{144}+\dfrac{5n^2}{48}+\frac{(15+(-1)^n)n}{32}+1\right\rfloor$解决。
此解与以下公式给出的近似值完全一致罗斯-梅.
然而,我仍然相信我们可以做更多的事情。

$\端组$
  • 2
    $\开始组$ 您要求将$n$的分区数分成大小为$\leq-k$的部分。不要认为所有的$n,k$都有一个封闭的公式。但是对于每个固定的$k$,这个数字可以计算为形式幂级数$\dfrac{1}{左(1-t\right)\left(1-t^2\right)\ cdots\left(1-t^k\right)}$的$t^n$-系数,它应该成为一些标准方法的牺牲品(如果我没记错的话,它满足线性递归?)。 $\端组$ 评论 2016年12月11日2:50
  • 1
    $\开始组$ 可以证明$x_i$,$1\leq i\leq k$的多项式等于广义斐波那契数的第$n$项,如$$\sum_{(x_1,x_2,\cdots,x_k)}\left(\beart{array}{c}x_1+\cdots+x_k\\x_1,\cdots,x_k\end{array}\right)=f_n\,.$$其中求和是满足$$x_1+2\,x_2+3\,x_3+\cdots+k\,x_k=n\,.$$的非负整数$f_n$是广义斐波那契数列,如下$$f_n=\sum_{i=1}^kf_{n-i}\quad,\quad(f_0,\cdots,f_{k-2},f_}-k-1})=(0,\cdot,0,1)\$$ $\端组$
    – 阿明235
    评论 2016年12月15日15:40
  • $\开始组$ 参考文献包括广义斐波那契数列组合法. $\端组$
    – 阿明235
    评论 2016年12月15日15:41

2个答案2

重置为默认值
2
$\开始组$

正如达里杰·格林伯格(Darij Grinberg)所说,这方面没有一个好的封闭公式。然而,通过组合学中的舒尔定理它是这样的。

生成函数$\frac1{(1-t)(1-t^2)\cdots(1-t*k)}$的奇点都位于复平面的单位圆上。生成函数的部分分数分解具有形式为$\frac\alpha{(1-x/\omega)^{1+\ell}}$的项,其中$\alpha$是常数,$\omega$是单位根,$\ell$是小于$k$的自然数。这样一个项的系数是$\alpha\binom{n+\ell}{\ell}/\omega^\ell$,因此具有最高多重性的项的贡献最大。在这种情况下,它是1处的奇点,$\ell=k-1$。那么生成函数中$t^n$的系数大约是\开始{eqnarray*}[t^n]\frac1{(1-t)\cdots(1-t^k)}&=&\alpha\binom{n+k-1}{k-1}+o(n^{k-1{)\\&=&\alpha\frac{n^{k-1}}{(k-1)!}+o(n^{k-1})。\结束{eqnarray*}要计算常数$\alpha$,只需将生成函数和部分分数分解乘以$(1-t)^k$,并将极限取为1,即可得出$\alpha=1/k!$。然后,Schur对$x_1+2x_2+\cdots+kx_k=n$的解数的近似是$$\压裂{n^{k-1}}{(k-1)!\,k!}$$

$\端组$
  • $\开始组$ 这个方程和配分函数之间有什么关系吗?如果有这样的关系,你能解释一下吗? $\端组$
    – 大黄蜂
    评论 2017年1月5日17:42
  • 2
    $\开始组$ 如果你所说的“配分函数”是指整数的划分,那么您的问题是整数分区的有限版本。标记整数分区数的生成函数是$\frac{1}{(1-t)(1-t^2)(1-t ^3)\cdots}$。 $\端组$ 评论 2017年1月11日14:41
  • $\开始组$ 如果我们替换$x_k=y_1$,$x_k+x_{k-1}=y_2$,最后是$x_k+\cdots+x_2+x_1=y_k,$然后$n=y_1+y_2+\cdot+y_k、$其中$0\le y_1\le y_2\le\cdots\le y_k。因此,实际上我们需要的是$n$可以在不考虑顺序的情况下写成$k$非负整数之和的方法。我说得对吗?有没有不使用生成函数来实现这一点的方法? $\端组$
    – 大黄蜂
    评论 2017年1月12日5:42
0
$\开始组$

阅读我的答案在这里; 的分区数n美元$具有最大部分千美元$与分区数相同千美元$零件,即p(n,k)美元$.使用此公式,方程的解的数量$\sumix{i}=n$等于:

$$p(n,1)+p(n、2)+\cdots+p(n,k)$$

$\端组$

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