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¿Para cuántos$n < N$ es$d(n) \equiv 0 \pmod p$?

Estaba investigando acerca de las particiones del número entero y me llegó a través de la ecuación de $d(n) \equiv 0 \pmod p$. $d(n)$ Es el número de factores de $n$ y $p$ es primo. ¿Cuántos doe soluciones tiene esto cuando $n<n este="" factor="" no="" pens="" pero="" pod="" podr="" que="" ser="" si="" solucionable="" solucionarlo.="">Todo lo que tengo fue que cuando se trata de $p=2$, $N-\sqrt{N}.$

¿Cómo debo ir desde aquí?

¿También, hay una solución al mismo problema pero con $\sigma(n)$?

</n>

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user8269 Puntos 46

No creo que esto es fácil. Se tabulan lo enteros $n$ $d(n)\equiv0\bmod3$ en http://oeis.org/A059269. Se menciona allí que Charles R Greathouse ha conjeturado que el término de th de $n$ en la secuencia es asintótico a $kn$, donde $$k = \left(1 - \prod_p\left(1 - {p-1\over p^{3k}}\right)\right)^{-1} = 3.743455\dots$ $

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rtybase Puntos 430

Aunque esto no es una respuesta completa, podría ser útil considerar como una técnica.

Primero de todo, si $n=p_1^{\alpha_1}\cdot p_2^{\alpha_2}\cdot ... \cdot p_k^{\alpha_k}$ (primer factorización de $n$),$d(n)=(\alpha_1+1)(\alpha_2+1)...(\alpha_k+1)$, por lo tanto $$d(n)\equiv 0 \pmod{p} \iff \exists \alpha_i, i\in \{1,..,k\}: p \mid \alpha_i+1 \tag{1}$$


Proposición 1. No hay soluciones para $N<2^{p-1}$.

De $(1)$ tenemos $\alpha_i=p\cdot t -1$ y debido a $\alpha_i \geq 1$ $t \geq 1$ o $\alpha_i \geq p-1$$n\geq p_i^{\alpha_i}\geq 2^{p-1}$. Como resultado, $N\geq 2^{p-1}$, de lo contrario - que no hay soluciones.


Ahora, con más detalles:

  • $\color{red}{2}^{p-1}\times 1, 2^{p-1}\times 3, 2^{p-1}\times 5, 2^{p-1}\times 7, 2^{p-1}\times 9, ..., 2^{p-1}\times n_2 < N$ o $$1<3<5<7<9<...<n_2<\frac{N}{2^{p-1}}$$ cuales son todos los números impares $<\frac{N}{2^{p-1}}$,$\color{blue}{\approx\frac{N}{2^{p-1}}-\frac{N}{2\cdot2^{p-1}}}$.
  • y así sucesivamente para $2^{p\cdot t-1}=\color{red}{2^{p(t-1)}}\times 2^{p-1}$ a ha $\color{blue}{\approx\frac{N}{2^{p(t-1)}\cdot 2^{p-1}}-\frac{N}{2\cdot 2^{p(t-1)}\cdot 2^{p-1}}}$
  • $\color{red}{3}^{p-1}\times 1, 3^{p-1}\times 2, 3^{p-1}\times 4, 3^{p-1}\times 5, 3^{p-1}\times 7, ..., 3^{p-1}\times n_3 < N$ o $$1<2<4<5<7<8<...<n_3<\frac{N}{3^{p-1}}$$ o todos los enteros positivos $<\frac{N}{3^{p-1}}$ no divisible por $3$, $\color{blue}{\approx \frac{N}{3^{p-1}}-\frac{N}{3\cdot3^{p-1}}}$
  • y así sucesivamente para $3^{p\cdot t-1}=\color{red}{3^{p(t-1)}}\times 3^{p-1}$ a ha $\color{blue}{\approx\frac{N}{3^{p(t-1)}\cdot 3^{p-1}}-\frac{N}{3\cdot 3^{p(t-1)}\cdot 3^{p-1}}}$
  • $\color{red}{5}^{p-1}\times 1, 5^{p-1}\times 2, 5^{p-1}\times 3, 5^{p-1}\times 4, 5^{p-1}\times 6, ..., 5^{p-1}\times n_5 < N$ o $$1<2<3<4<6<7<8<9<11<...<n_5<\frac{N}{5^{p-1}}$$ o todos los enteros positivos $<\frac{N}{5^{p-1}}$ no divisible por $5$, $\color{blue}{\approx \frac{N}{5^{p-1}}-\frac{N}{5\cdot5^{p-1}}}$
  • y así sucesivamente para $5^{p\cdot t-1}=\color{red}{5^{p(t-1)}}\times 5^{p-1}$ a ha $\color{blue}{\approx\frac{N}{5^{p(t-1)}\cdot 5^{p-1}}-\frac{N}{5\cdot 5^{p(t-1)}\cdot 5^{p-1}}}$
  • y así sucesivamente para $\color{red}{7}, \color{red}{11}, \color{red}{13}, ...$ es decir, de los números primos.

Esto empieza muy bien a la forma en algo como

$$\sum\limits_{q-\text{prime}} \left( \sum\limits_{t=1} \left \lfloor \frac{(q-1)N}{q^{t\cdot p}} \right \rfloor \right) \tag{2}$$ Pero, hay un problema. Por ejemplo, en la secuencia de $\color{red}{2}$ tenemos $2^{p-1}\times 9$ y la secuencia de $\color{red}{3}$ tenemos $3^{p-1}\times 4$. Dependiendo $N$, la secuencia de $\color{red}{2}$ puede contener $2^{p-1}\times 3^{p-1}$ y la secuencia de $\color{red}{3}$ tenemos $3^{p-1}\times 2^{p-1}$. De modo que podemos tener la solapa, que conduce a la aplicación de la inclusión-exclusión en el principio de lo que complica las cosas. Al menos, el número de soluciones no deben exceder $(2)$.

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