संख्या सिद्धांत में, प्राइम ओमेगा कार्य करता है
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
और
Ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)}
किसी प्राकृत संख्या के अभाज्य गुणनखंडों की संख्या गिनें
n
.
{\displaystyle n.}
जिसके चलते
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
(थोड़ा ओमेगा) प्रत्येक विशिष्ट अभाज्य कारक को गिनता है, जबकि संबंधित कार्य
Ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)}
(बड़ा ओमेगा) अभाज्य कारकों की कुल संख्या की गणना करता है
n
,
{\displaystyle n,}
उनकी बहुलता का सम्मान करते हुए (अंकगणित फ़ंक्शन#Ω(n), ω(n), νp(n) - प्राइम पावर अपघटन देखें)। अर्थात्, यदि हमारे पास अभाज्य गुणनखंडन है n {\displaystyle n} रूप का
n
=
p
1
α
1
p
2
α
2
⋯
p
k
α
k
{\displaystyle n=p_{1}^{\alpha _{1}}p_{2}^{\alpha _{2}}\cdots p_{k}^{\alpha _{k}}}
अलग-अलग अभाज्य संख्याओं के लिए
p
i
{\displaystyle p_{i}}
(
1
≤
i
≤
k
{\displaystyle 1\leq i\leq k}
), तो संबंधित प्राइम ओमेगा फ़ंक्शन द्वारा दिए गए हैं
ω
(
n
)
=
k
{\displaystyle \omega (n)=k}
और
Ω
(
n
)
=
α
1
+
α
2
+
⋯
+
α
k
{\displaystyle \Omega (n)=\alpha _{1}+\alpha _{2}+\cdots +\alpha _{k}}
. इन अभाज्य कारक गणना कार्यों में कई महत्वपूर्ण संख्या सैद्धांतिक संबंध हैं।
गुण और संबंध
कार्यक्रम
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
योगात्मक फलन#गुणात्मक और योगात्मक फलन है और
Ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)}
अंकगणितीय फलन#गुणात्मक और योगात्मक फलन है।
ω
(
n
)
=
∑
p
∣
n
1
{\displaystyle \omega (n)=\sum _{p\mid n}1}
अगर p {\displaystyle p} विभाजित n {\displaystyle n} कम से कम एक बार हम इसे केवल एक बार ही गिनते हैं, उदा.
ω
(
12
)
=
ω
(
2
2
3
)
=
2
{\displaystyle \omega (12)=\omega (2^{2}3)=2}
.
Ω
(
n
)
=
∑
p
α
∣
n
1
=
∑
p
α
∥
n
α
{\displaystyle \Omega (n)=\sum _{p^{\alpha }\mid n}1=\sum _{p^{\alpha }\parallel n}\alpha }
अगर p {\displaystyle p} विभाजित n {\displaystyle n}
α
≥
1
{\displaystyle \alpha \geq 1}
कई बार हम घातांकों की गिनती करते हैं, उदाहरण के लिए
Ω
(
12
)
=
Ω
(
2
2
3
1
)
=
3
{\displaystyle \Omega (12)=\Omega (2^{2}3^{1})=3}
. हमेशा की तरह,
p
α
∥
n
{\displaystyle p^{\alpha }\parallel n}
मतलब
α
{\displaystyle \alpha }
की सटीक शक्ति है p {\displaystyle p} डिवाइडिंग
n
{\displaystyle n}
.
Ω
(
n
)
≥
ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)\geq \omega (n)}
अगर
Ω
(
n
)
=
ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)=\omega (n)}
तब n {\displaystyle n} वर्गमुक्त है और मोबियस फ़ंक्शन से संबंधित है
μ
(
n
)
=
(
−
1
)
ω
(
n
)
=
(
−
1
)
Ω
(
n
)
{\displaystyle \mu (n)=(-1)^{\omega (n)}=(-1)^{\Omega (n)}}
अगर
Ω
(
n
)
=
1
{\displaystyle \Omega (n)=1}
तब n {\displaystyle n} एक अभाज्य संख्या है.
यह ज्ञात है कि भाजक फलन का औसत क्रम संतुष्ट करता है
2
ω
(
n
)
≤
d
(
n
)
≤
2
Ω
(
n
)
{\displaystyle 2^{\omega (n)}\leq d(n)\leq 2^{\Omega (n)}}
.[1]
कई अंकगणितीय कार्य ों की तरह इसके लिए कोई स्पष्ट सूत्र नहीं है
Ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)}
या
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
लेकिन अनुमान हैं.
के औसत क्रम के लिए एक स्पर्शोन्मुख श्रृंखला
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
द्वारा दिया गया है [2]
1
n
∑
k
=
1
n
ω
(
k
)
∼
log
log
n
+
B
1
+
∑
k
≥
1
(
∑
j
=
0
k
−
1
γ
j
j
!
−
1
)
(
k
−
1
)
!
(
log
n
)
k
,
{\displaystyle {\frac {1}{n}}\sum \limits _{k=1}^{n}\omega (k)\sim \log \log n+B_{1}+\sum _{k\geq 1}\left(\sum _{j=0}^{k-1}{\frac {\gamma _{j}}{j!}}-1\right){\frac {(k-1)!}{(\log n)^{k}}},}
कहाँ
B
1
≈
0.26149721
{\displaystyle B_{1}\approx 0.26149721}
मर्टेंस स्थिरांक है और
γ
j
{\displaystyle \gamma _{j}}
स्टिल्टजेस स्थिरांक हैं।
कार्यक्रम
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
मोबियस फ़ंक्शन पर विभाजक योग और अगले योग सहित विभाजक फ़ंक्शन से संबंधित है।[3]
∑
d
∣
n
|
μ
(
d
)
|
=
2
ω
(
n
)
{\displaystyle \sum _{d\mid n}|\mu (d)|=2^{\omega (n)}}
:
∑
d
∣
n
|
μ
(
d
)
|
k
ω
(
d
)
=
(
k
+
1
)
ω
(
n
)
{\displaystyle \sum _{d\mid n}|\mu (d)|k^{\omega (d)}=(k+1)^{\omega (n)}}
:
∑
r
∣
n
2
ω
(
r
)
=
d
(
n
2
)
{\displaystyle \sum _{r\mid n}2^{\omega (r)}=d(n^{2})}
:
∑
r
∣
n
2
ω
(
r
)
d
(
n
r
)
=
d
2
(
n
)
{\displaystyle \sum _{r\mid n}2^{\omega (r)}d\left({\frac {n}{r}}\right)=d^{2}(n)}
:
∑
d
∣
n
(
−
1
)
ω
(
d
)
=
∏
p
α
|
|
n
(
1
−
α
)
{\displaystyle \sum _{d\mid n}(-1)^{\omega (d)}=\prod \limits _{p^{\alpha }||n}(1-\alpha )}
:
∑
(
k
,
m
)
=
1
1
≤
k
≤
m
gcd
(
k
2
−
1
,
m
1
)
gcd
(
k
2
−
1
,
m
2
)
=
φ
(
n
)
∑
d
2
∣
m
2
d
1
∣
m
1
φ
(
gcd
(
d
1
,
d
2
)
)
2
ω
(
lcm
(
d
1
,
d
2
)
)
,
m
1
,
m
2
odd
,
m
=
lcm
(
m
1
,
m
2
)
{\displaystyle \sum _{\stackrel {1\leq k\leq m}{(k,m)=1}}\gcd(k^{2}-1,m_{1})\gcd(k^{2}-1,m_{2})=\varphi (n)\sum _{\stackrel {d_{1}\mid m_{1}}{d_{2}\mid m_{2}}}\varphi (\gcd(d_{1},d_{2}))2^{\omega (\operatorname {lcm} (d_{1},d_{2}))},\ m_{1},m_{2}{\text{ odd}},m=\operatorname {lcm} (m_{1},m_{2})}
∑
gcd
(
k
,
m
)
=
1
1
≤
k
≤
n
1
=
n
φ
(
m
)
m
+
O
(
2
ω
(
m
)
)
{\displaystyle \sum _{\stackrel {1\leq k\leq n}{\operatorname {gcd} (k,m)=1}}\!\!\!\!1=n{\frac {\varphi (m)}{m}}+O\left(2^{\omega (m)}\right)}
अभाज्य संख्याओं के विशिष्ट कार्य को डिरिचलेट कनवल्शन द्वारा व्यक्त किया जा सकता है
मोबियस फ़ंक्शन:[4]
χ
P
(
n
)
=
(
μ
∗
ω
)
(
n
)
=
∑
d
|
n
ω
(
d
)
μ
(
n
/
d
)
.
{\displaystyle \chi _{\mathbb {P} }(n)=(\mu \ast \omega )(n)=\sum _{d|n}\omega (d)\mu (n/d).}
के लिए विभाजन-संबंधित सटीक पहचान
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
द्वारा दिया गया है [5]
ω
(
n
)
=
log
2
[
∑
k
=
1
n
∑
j
=
1
k
(
∑
d
∣
k
∑
i
=
1
d
p
(
d
−
j
i
)
)
s
n
,
k
⋅
|
μ
(
j
)
|
]
,
{\displaystyle \omega (n)=\log _{2}\left[\sum _{k=1}^{n}\sum _{j=1}^{k}\left(\sum _{d\mid k}\sum _{i=1}^{d}p(d-ji)\right)s_{n,k}\cdot |\mu (j)|\right],}
कहाँ
p
(
n
)
{\displaystyle p(n)}
विभाजन (संख्या सिद्धांत) है,
μ
(
n
)
{\displaystyle \mu (n)}
मोबियस फ़ंक्शन और त्रिकोणीय अनुक्रम है
s
n
,
k
{\displaystyle s_{n,k}}
द्वारा विस्तारित किया जाता है
s
n
,
k
=
[
q
n
]
(
q
;
q
)
∞
q
k
1
−
q
k
=
s
o
(
n
,
k
)
−
s
e
(
n
,
k
)
,
{\displaystyle s_{n,k}=[q^{n}](q;q)_{\infty }{\frac {q^{k}}{1-q^{k}}}=s_{o}(n,k)-s_{e}(n,k),}
अनंत q-पॉचहैमर प्रतीक और प्रतिबंधित विभाजन कार्यों के संदर्भ में
s
o
/
e
(
n
,
k
)
{\displaystyle s_{o/e}(n,k)}
जो क्रमशः की संख्या को दर्शाते हैं k {\displaystyle k} के सभी विभाजनों में है n {\displaystyle n} विभिन्न भागों की विषम (सम) संख्या में।[6]
जटिल तल की निरंतरता
की एक निरंतरता
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
पाया गया है, हालाँकि यह हर जगह विश्लेषणात्मक नहीं है।[7] ध्यान दें कि सामान्यीकृत
sinc
{\displaystyle \operatorname {sinc} }
समारोह
sinc
(
x
)
=
sin
(
π
x
)
π
x
{\displaystyle \operatorname {sinc} (x)={\frac {\sin(\pi x)}{\pi x}}}
प्रयोग किया जाता है।
ω
(
z
)
=
log
2
(
∑
x
=
1
⌈
R
e
(
z
)
⌉
sinc
(
∏
y
=
1
⌈
R
e
(
z
)
⌉
+
1
(
x
2
+
x
−
y
z
)
)
)
{\displaystyle \omega (z)=\log _{2}\left(\sum _{x=1}^{\lceil Re(z)\rceil }\operatorname {sinc} \left(\prod _{y=1}^{\lceil Re(z)\rceil +1}\left(x^{2}+x-yz\right)\right)\right)}
औसत क्रम और सारांश फलन
दोनों के अंकगणितीय फलन का औसत क्रम
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
और
Ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)}
है
log
log
n
{\displaystyle \log \log n}
. कब n {\displaystyle n} अभाज्य संख्या फ़ंक्शन के मान पर निचली सीमा है
ω
(
n
)
=
1
{\displaystyle \omega (n)=1}
. इसी प्रकार, यदि n {\displaystyle n} आदिम है तो कार्य उतना ही बड़ा है
ω
(
n
)
∼
log
n
log
log
n
{\displaystyle \omega (n)\sim {\frac {\log n}{\log \log n}}}
औसत ऑर्डर पर. कब n {\displaystyle n} तो, 2 की शक्ति है
Ω
(
n
)
∼
log
n
log
2
{\displaystyle \Omega (n)\sim {\frac {\log n}{\log 2}}}
.[8]
सारांश कार्यों के लिए स्पर्शोन्मुखता
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
,
Ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)}
, और
ω
(
n
)
2
{\displaystyle \omega (n)^{2}}
क्रमशः हार्डी और राइट में गणना की जाती है [9]
[10]
∑
n
≤
x
ω
(
n
)
=
x
log
log
x
+
B
1
x
+
o
(
x
)
∑
n
≤
x
Ω
(
n
)
=
x
log
log
x
+
B
2
x
+
o
(
x
)
∑
n
≤
x
ω
(
n
)
2
=
x
(
log
log
x
)
2
+
O
(
x
log
log
x
)
∑
n
≤
x
ω
(
n
)
k
=
x
(
log
log
x
)
k
+
O
(
x
(
log
log
x
)
k
−
1
)
,
k
∈
Z
+
,
{\displaystyle {\begin{aligned}\sum _{n\leq x}\omega (n)&=x\log \log x+B_{1}x+o(x)\\\sum _{n\leq x}\Omega (n)&=x\log \log x+B_{2}x+o(x)\\\sum _{n\leq x}\omega (n)^{2}&=x(\log \log x)^{2}+O(x\log \log x)\\\sum _{n\leq x}\omega (n)^{k}&=x(\log \log x)^{k}+O(x(\log \log x)^{k-1}),k\in \mathbb {Z} ^{+},\end{aligned}}}
कहाँ
B
1
≈
0.2614972128
{\displaystyle B_{1}\approx 0.2614972128}
मर्टेंस स्थिरांक और स्थिरांक है
B
2
{\displaystyle B_{2}}
द्वारा परिभाषित किया गया है
B
2
=
B
1
+
∑
p
prime
1
p
(
p
−
1
)
≈
1.0345061758.
{\displaystyle B_{2}=B_{1}+\sum _{p{\text{ prime}}}{\frac {1}{p(p-1)}}\approx 1.0345061758.}
प्राइम ओमेगा फ़ंक्शंस के दो प्रकारों से संबंधित अन्य योगों में शामिल हैं [11]
∑
n
≤
x
{
Ω
(
n
)
−
ω
(
n
)
}
=
O
(
x
)
,
{\displaystyle \sum _{n\leq x}\left\{\Omega (n)-\omega (n)\right\}=O(x),}
और
#
{
n
≤
x
:
Ω
(
n
)
−
ω
(
n
)
>
log
log
x
}
=
O
(
x
(
log
log
x
)
1
/
2
)
.
{\displaystyle \#\left\{n\leq x:\Omega (n)-\omega (n)>{\sqrt {\log \log x}}\right\}=O\left({\frac {x}{(\log \log x)^{1/2}}}\right).}
उदाहरण I: एक संशोधित सारांश फलन
इस उदाहरण में हम सारांश कार्यों का एक प्रकार सुझाते हैं
S
ω
(
x
)
:=
∑
n
≤
x
ω
(
n
)
{\displaystyle S_{\omega }(x):=\sum _{n\leq x}\omega (n)}
उपरोक्त परिणामों में पर्याप्त रूप से बड़े होने का अनुमान लगाया गया है x {\displaystyle x} . इसके बाद हम एसिम्प्टोटिक अनुमान से प्राप्त इस संशोधित सारांश फ़ंक्शन की वृद्धि के लिए एक एसिम्प्टोटिक सूत्र साबित करते हैं
S
ω
(
x
)
{\displaystyle S_{\omega }(x)}
ऊपर इस आलेख के मुख्य उपधारा में सूत्रों में प्रदान किया गया है।[12]
पूरी तरह से सटीक होने के लिए, विषम-अनुक्रमित सारांश फ़ंक्शन को इस प्रकार परिभाषित किया जाए
S
odd
(
x
)
:=
∑
n
≤
x
ω
(
n
)
[
n
odd
]
,
{\displaystyle S_{\operatorname {odd} }(x):=\sum _{n\leq x}\omega (n)[n{\text{ odd}}],}
कहाँ
[
⋅
]
{\displaystyle [\cdot ]}
इवरसन ब्रैकेट को दर्शाता है। फिर हमारे पास वह है
S
odd
(
x
)
=
x
2
log
log
x
+
(
2
B
1
−
1
)
x
4
+
{
x
4
}
−
[
x
≡
2
,
3
mod
4
]
+
O
(
x
log
x
)
.
{\displaystyle S_{\operatorname {odd} }(x)={\frac {x}{2}}\log \log x+{\frac {(2B_{1}-1)x}{4}}+\left\{{\frac {x}{4}}\right\}-\left[x\equiv 2,3{\bmod {4}}\right]+O\left({\frac {x}{\log x}}\right).}
इस परिणाम का प्रमाण पहले उसका अवलोकन करने से होता है
ω
(
2
n
)
=
{
ω
(
n
)
+
1
,
if
n
is odd;
ω
(
n
)
,
if
n
is even,
{\displaystyle \omega (2n)={\begin{cases}\omega (n)+1,&{\text{if }}n{\text{ is odd; }}\\\omega (n),&{\text{if }}n{\text{ is even,}}\end{cases}}}
और फिर सारांश कार्य के लिए हार्डी और राइट से प्राप्त स्पर्शोन्मुख परिणाम को लागू करना
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
, द्वारा चिह्नित
S
ω
(
x
)
:=
∑
n
≤
x
ω
(
n
)
{\displaystyle S_{\omega }(x):=\sum _{n\leq x}\omega (n)}
, निम्नलिखित रूप में:
S
ω
(
x
)
=
S
odd
(
x
)
+
∑
n
≤
⌊
x
2
⌋
ω
(
2
n
)
=
S
odd
(
x
)
+
∑
n
≤
⌊
x
4
⌋
(
ω
(
4
n
)
+
ω
(
4
n
+
2
)
)
=
S
odd
(
x
)
+
∑
n
≤
⌊
x
4
⌋
(
ω
(
2
n
)
+
ω
(
2
n
+
1
)
+
1
)
=
S
odd
(
x
)
+
S
ω
(
⌊
x
2
⌋
)
+
⌊
x
4
⌋
.
{\displaystyle {\begin{aligned}S_{\omega }(x)&=S_{\operatorname {odd} }(x)+\sum _{n\leq \left\lfloor {\frac {x}{2}}\right\rfloor }\omega (2n)\\&=S_{\operatorname {odd} }(x)+\sum _{n\leq \left\lfloor {\frac {x}{4}}\right\rfloor }\left(\omega (4n)+\omega (4n+2)\right)\\&=S_{\operatorname {odd} }(x)+\sum _{n\leq \left\lfloor {\frac {x}{4}}\right\rfloor }\left(\omega (2n)+\omega (2n+1)+1\right)\\&=S_{\operatorname {odd} }(x)+S_{\omega }\left(\left\lfloor {\frac {x}{2}}\right\rfloor \right)+\left\lfloor {\frac {x}{4}}\right\rfloor .\end{aligned}}}
===उदाहरण II: ω(n)=== के तथाकथित तथ्यात्मक क्षणों के लिए सारांश कार्य
हार्डी और राइट के अध्याय 22.11 में विस्तारित गणनाएँ सारांश फ़ंक्शन के लिए स्पर्शोन्मुख अनुमान प्रदान करती हैं
ω
(
n
)
{
ω
(
n
)
−
1
}
,
{\displaystyle \omega (n)\left\{\omega (n)-1\right\},}
इन दो घटकों के उत्पाद का आकलन करके ओमेगा इस प्रकार कार्य करता है
ω
(
n
)
{
ω
(
n
)
−
1
}
=
∑
p
,
q
prime
p
≠
q
p
q
∣
n
1
=
∑
p
,
q
prime
p
q
∣
n
1
−
∑
p
prime
p
2
∣
n
1.
{\displaystyle \omega (n)\left\{\omega (n)-1\right\}=\sum _{\stackrel {pq\mid n}{\stackrel {p\neq q}{p,q{\text{ prime}}}}}1=\sum _{\stackrel {pq\mid n}{p,q{\text{ prime}}}}1-\sum _{\stackrel {p^{2}\mid n}{p{\text{ prime}}}}1.}
हम फ़ंक्शन के तथाकथित तथ्यात्मक क्षण पर संबंधित सारांश कार्यों के लिए समान रूप से एसिम्प्टोटिक सूत्रों की गणना कर सकते हैं
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
.
एक ज्ञात डिरिचलेट श्रृंखला शामिल है
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
और रीमैन ज़ेटा फ़ंक्शन द्वारा दिया गया है [13]
∑
n
≥
1
2
ω
(
n
)
n
s
=
ζ
2
(
s
)
ζ
(
2
s
)
,
ℜ
(
s
)
>
1.
{\displaystyle \sum _{n\geq 1}{\frac {2^{\omega (n)}}{n^{s}}}={\frac {\zeta ^{2}(s)}{\zeta (2s)}},\ \Re (s)>1.}
वो तो हम भी देख सकते हैं
∑
n
≥
1
z
ω
(
n
)
n
s
=
∏
p
(
1
+
z
p
s
−
1
)
,
|
z
|
<
2
,
ℜ
(
s
)
>
1
,
{\displaystyle \sum _{n\geq 1}{\frac {z^{\omega (n)}}{n^{s}}}=\prod _{p}\left(1+{\frac {z}{p^{s}-1}}\right),|z|<2,\Re (s)>1,}
∑
n
≥
1
z
Ω
(
n
)
n
s
=
∏
p
(
1
−
z
p
s
)
−
1
,
|
z
|
<
2
,
ℜ
(
s
)
>
1
,
{\displaystyle \sum _{n\geq 1}{\frac {z^{\Omega (n)}}{n^{s}}}=\prod _{p}\left(1-{\frac {z}{p^{s}}}\right)^{-1},|z|<2,\Re (s)>1,}
कार्यक्रम
Ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)}
योगात्मक कार्य है, जहाँ
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
योगात्मक कार्य है|दृढ़ता से योगात्मक (एडिटिव)। अब हम निम्नलिखित रूप में एक लघु प्रमेयिका सिद्ध कर सकते हैं जो दोनों पर डिरिचलेट श्रृंखला के विस्तार के लिए सटीक सूत्र सुझाती है
ω
(
n
)
{\displaystyle \omega (n)}
और
Ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)}
:
लेम्मा. लगता है कि f {\displaystyle f} एक योगात्मक फलन अंकगणितीय फलन है जिसे इस प्रकार परिभाषित किया गया है कि अभाज्य घातों पर इसके मान दिए गए हैं
f
(
p
α
)
:=
f
0
(
p
,
α
)
{\displaystyle f(p^{\alpha }):=f_{0}(p,\alpha )}
, अर्थात।,
f
(
p
1
α
1
⋯
p
k
α
k
)
=
f
0
(
p
1
,
α
1
)
+
⋯
+
f
0
(
p
k
,
α
k
)
{\displaystyle f(p_{1}^{\alpha _{1}}\cdots p_{k}^{\alpha _{k}})=f_{0}(p_{1},\alpha _{1})+\cdots +f_{0}(p_{k},\alpha _{k})}
अलग-अलग अभाज्य संख्याओं के लिए
p
i
{\displaystyle p_{i}}
और प्रतिपादक
α
i
≥
1
{\displaystyle \alpha _{i}\geq 1}
. डिरिचलेट श्रृंखला f {\displaystyle f} द्वारा विस्तारित किया जाता है
∑
n
≥
1
f
(
n
)
n
s
=
ζ
(
s
)
×
∑
p
p
r
i
m
e
(
1
−
p
−
s
)
⋅
∑
n
≥
1
f
0
(
p
,
n
)
p
−
n
s
,
ℜ
(
s
)
>
min
(
1
,
σ
f
)
.
{\displaystyle \sum _{n\geq 1}{\frac {f(n)}{n^{s}}}=\zeta (s)\times \sum _{p\mathrm {\ prime} }(1-p^{-s})\cdot \sum _{n\geq 1}f_{0}(p,n)p^{-ns},\Re (s)>\min(1,\sigma _{f}).}
सबूत। हम देख सकते हैं कि
∑
n
≥
1
u
f
(
n
)
n
s
=
∏
p
p
r
i
m
e
(
1
+
∑
n
≥
1
u
f
0
(
p
,
n
)
p
−
n
s
)
.
{\displaystyle \sum _{n\geq 1}{\frac {u^{f(n)}}{n^{s}}}=\prod _{p\mathrm {\ prime} }\left(1+\sum _{n\geq 1}u^{f_{0}(p,n)}p^{-ns}\right).}
इसका अर्थ यह है कि
∑
n
≥
1
f
(
n
)
n
s
=
d
d
u
[
∏
p
p
r
i
m
e
(
1
+
∑
n
≥
1
u
f
0
(
p
,
n
)
p
−
n
s
)
]
|
u
=
1
=
∏
p
(
1
+
∑
n
≥
1
p
−
n
s
)
×
∑
p
∑
n
≥
1
f
0
(
p
,
n
)
p
−
n
s
1
+
∑
n
≥
1
p
−
n
s
=
ζ
(
s
)
×
∑
p
p
r
i
m
e
(
1
−
p
−
s
)
⋅
∑
n
≥
1
f
0
(
p
,
n
)
p
−
n
s
,
{\displaystyle {\begin{aligned}\sum _{n\geq 1}{\frac {f(n)}{n^{s}}}&={\frac {d}{du}}\left[\prod _{p\mathrm {\ prime} }\left(1+\sum _{n\geq 1}u^{f_{0}(p,n)}p^{-ns}\right)\right]{\Biggr |}_{u=1}=\prod _{p}\left(1+\sum _{n\geq 1}p^{-ns}\right)\times \sum _{p}{\frac {\sum _{n\geq 1}f_{0}(p,n)p^{-ns}}{1+\sum _{n\geq 1}p^{-ns}}}\\&=\zeta (s)\times \sum _{p\mathrm {\ prime} }(1-p^{-s})\cdot \sum _{n\geq 1}f_{0}(p,n)p^{-ns},\end{aligned}}}
जहां भी संबंधित श्रृंखला और उत्पाद अभिसरण होते हैं। पिछले समीकरण में, हमने रीमैन ज़ेटा फ़ंक्शन के यूलर उत्पाद प्रतिनिधित्व का उपयोग किया है।
⊡
{\displaystyle \boxdot }
लेम्मा का तात्पर्य इसके लिए है
ℜ
(
s
)
>
1
{\displaystyle \Re (s)>1}
,
D
ω
(
s
)
:=
∑
n
≥
1
ω
(
n
)
n
s
=
ζ
(
s
)
P
(
s
)
=
ζ
(
s
)
×
∑
n
≥
1
μ
(
n
)
n
log
ζ
(
n
s
)
D
Ω
(
s
)
:=
∑
n
≥
1
Ω
(
n
)
n
s
=
ζ
(
s
)
×
∑
n
≥
1
P
(
n
s
)
=
ζ
(
s
)
×
∑
n
≥
1
ϕ
(
n
)
n
log
ζ
(
n
s
)
D
Ω
λ
(
s
)
:=
∑
n
≥
1
λ
(
n
)
Ω
(
n
)
n
s
=
ζ
(
s
)
log
ζ
(
s
)
,
{\displaystyle {\begin{aligned}D_{\omega }(s)&:=\sum _{n\geq 1}{\frac {\omega (n)}{n^{s}}}=\zeta (s)P(s)\\&\ =\zeta (s)\times \sum _{n\geq 1}{\frac {\mu (n)}{n}}\log \zeta (ns)\\D_{\Omega }(s)&:=\sum _{n\geq 1}{\frac {\Omega (n)}{n^{s}}}=\zeta (s)\times \sum _{n\geq 1}P(ns)\\&\ =\zeta (s)\times \sum _{n\geq 1}{\frac {\phi (n)}{n}}\log \zeta (ns)\\D_{\Omega \lambda }(s)&:=\sum _{n\geq 1}{\frac {\lambda (n)\Omega (n)}{n^{s}}}=\zeta (s)\log \zeta (s),\end{aligned}}}
कहाँ
P
(
s
)
{\displaystyle P(s)}
प्राइम जीटा फ़ंक्शन है और
λ
(
n
)
=
(
−
1
)
Ω
(
n
)
{\displaystyle \lambda (n)=(-1)^{\Omega (n)}}
है
लिउविले लैम्ब्डा फ़ंक्शन ।
प्राइम ओमेगा फ़ंक्शंस के अंतर का वितरण
अंतरों के विशिष्ट पूर्णांक मानों का वितरण
Ω
(
n
)
−
ω
(
n
)
{\displaystyle \Omega (n)-\omega (n)}
घटक कार्यों के अर्ध-यादृच्छिक गुणों की तुलना में नियमित है। के लिए
k
≥
0
{\displaystyle k\geq 0}
, परिभाषित करना
N
k
(
x
)
:=
#
(
{
n
∈
Z
+
:
Ω
(
n
)
−
ω
(
n
)
=
k
}
∩
[
1
,
x
]
)
.
{\displaystyle N_{k}(x):=\#(\{n\in \mathbb {Z} ^{+}:\Omega (n)-\omega (n)=k\}\cap [1,x]).}
इन कार्डिनलिटीज़ में सीमित घनत्वों का एक संगत क्रम होता है
d
k
{\displaystyle d_{k}}
ऐसे कि के लिए
x
≥
2
{\displaystyle x\geq 2}
:
N
k
(
x
)
=
d
k
⋅
x
+
O
(
(
3
4
)
k
x
(
log
x
)
4
3
)
.
{\displaystyle N_{k}(x)=d_{k}\cdot x+O\left(\left({\frac {3}{4}}\right)^{k}{\sqrt {x}}(\log x)^{\frac {4}{3}}\right).}
ये घनत्व अभाज्य संख्या द्वारा उत्पन्न होते हैं
∑
k
≥
0
d
k
⋅
z
k
=
∏
p
(
1
−
1
p
)
(
1
+
1
p
−
z
)
.
{\displaystyle \sum _{k\geq 0}d_{k}\cdot z^{k}=\prod _{p}\left(1-{\frac {1}{p}}\right)\left(1+{\frac {1}{p-z}}\right).}
पूर्ण स्थिरांक के साथ
c
^
:=
1
4
×
∏
p
>
2
(
1
−
1
(
p
−
1
)
2
)
−
1
{\displaystyle {\hat {c}}:={\frac {1}{4}}\times \prod _{p>2}\left(1-{\frac {1}{(p-1)^{2}}}\right)^{-1}}
,
घनत्व
d
k
{\displaystyle d_{k}}
संतुष्ट
d
k
=
c
^
⋅
2
−
k
+
O
(
5
−
k
)
.
{\displaystyle d_{k}={\hat {c}}\cdot 2^{-k}+O(5^{-k}).}
के अंतिम भाग में परिभाषित प्रमुख उत्पादों की परिभाषा से तुलना करें [14] एर्दो-काक प्रमेय के संबंध में।
यह भी देखें
टिप्पणियाँ
↑ This inequality is given in Section 22.13 of Hardy and Wright.
↑ S. R. Finch, Two asymptotic series, Mathematical Constants II, Cambridge Univ. Press, pp. 21-32, [1]
↑ Each of these started from the second identity in the list are cited individually on the pages Dirichlet convolutions of arithmetic functions , Menon's identity , and other formulas for Euler's totient function . The first identity is a combination of two known divisor sums cited in Section 27.6 of the NIST Handbook of Mathematical Functions .
↑ This is suggested as an exercise in Apostol's book. Namely, we write
f
=
μ
∗
ω
{\displaystyle f=\mu \ast \omega }
where
f
(
n
)
=
∑
d
|
n
μ
(
n
/
d
)
∑
r
|
d
(
π
(
r
)
−
π
(
r
−
1
)
)
{\displaystyle f(n)=\sum _{d|n}\mu (n/d)\sum _{r|d}\left(\pi (r)-\pi (r-1)\right)}
. We can form the Dirichlet series over f {\displaystyle f} as
D
f
(
s
)
:=
∑
n
≥
1
f
(
n
)
n
s
=
P
(
s
)
,
{\displaystyle D_{f}(s):=\sum _{n\geq 1}{\frac {f(n)}{n^{s}}}=P(s),}
where
P
(
s
)
{\displaystyle P(s)}
is the prime zeta function . Then it becomes obvious to see that
f
(
n
)
=
π
(
n
)
−
π
(
n
−
1
)
=
χ
P
(
n
)
{\displaystyle f(n)=\pi (n)-\pi (n-1)=\chi _{\mathbb {P} }(n)}
is the indicator function of the primes.
↑ This identity is proved in the article by Schmidt cited on this page below.
↑ This triangular sequence also shows up prominently in the Lambert series factorization theorems proved by Merca and Schmidt (2017–2018)
↑ Z. Hoelscher & E. Palsson, Counting restricted partitions of integers into fractions: symmetry and modes of the generating function and a connection to
ω
(
t
)
{\displaystyle \omega (t)}
, The PUMP Journal of Undergraduate Research , 3 (2020), 277-307. [2]
↑ For references to each of these average order estimates see equations (3) and (18) of the MathWorld reference and Section 22.10-22.11 of Hardy and Wright.
↑ See Sections 22.10 and 22.11 for reference and explicit derivations of these asymptotic estimates.
↑ Actually, the proof of the last result given in Hardy and Wright actually suggests a more general procedure for extracting asymptotic estimates of the moments
∑
n
≤
x
ω
(
n
)
k
{\displaystyle \sum _{n\leq x}\omega (n)^{k}}
for any
k
≥
2
{\displaystyle k\geq 2}
by considering the summatory functions of the factorial moments of the form
∑
n
≤
x
[
ω
(
n
)
]
!
[
ω
(
n
)
−
m
]
!
{\displaystyle \sum _{n\leq x}{\frac {\left[\omega (n)\right]!}{\left[\omega (n)-m\right]!}}}
for more general cases of
m
≥
2
{\displaystyle m\geq 2}
.
↑ Hardy and Wright Chapter 22.11.
↑ N.b., this sum is suggested by work contained in an unpublished manuscript by the contributor to this page related to the growth of the Mertens function . Hence it is not just a vacuous and/or trivial estimate obtained for the purpose of exposition here.
↑ This identity is found in Section 27.4 of the NIST Handbook of Mathematical Functions .
↑ Rényi, A.; Turán, P. (1958). "On a theorem of Erdös-Kac" (PDF) . Acta Arithmetica . 4 (1): 71–84. doi :10.4064/aa-4-1-71-84 .
संदर्भ
G. H. Hardy and E. M. Wright (2006). An Introduction to the Theory of Numbers (6th ed.). Oxford University Press.
H. L. Montgomery and R. C. Vaughan (2007). Multiplicative number theory I. Classical theory (1st ed.). Cambridge University Press.
Schmidt, Maxie (2017). "Factorization Theorems for Hadamard Products and Higher-Order Derivatives of Lambert Series Generating Functions". arXiv :1712.00608 [math.NT ].
Weisstein, Eric. "Distinct Prime Factors" . MathWorld . Retrieved 22 April 2018 .
बाहरी संबंध