■オイラーと無限級数(その5)

 x^yの形で表される数を完全ベキ乗数と呼ぶことにする.

  {an}={1,4,8,9,16,25,27,32,36,・・・}

 ここでは

  Σ1/(an−1)=?  (n≧2)

の値を求めたいのであるが,

  Σ1/(an−1)≠Σ1/(x^y−1)

2^4=4^2=16のように2通りに表される場合,1度しか現れないことに注意.前者では1/15は一度しか現れないが,後者では2度現れてしまうからである.

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【1】ゴールドバッハの公式

  Σ1/(an−1)=1  (n≧2)

すなわち,

  1=1/3+1/7+1/8+1/15+1/26+1/31+1/35・・・

(証)ゴールドバッハの和は,左辺を等比級数の和に直して

   Σx^-y=Σ1/x(x−1)=Σ{1/(x−1)−1/x}

に等しい.右辺=1

 すなわち,

  Σ1/(an−1)=Σ1/n(n−1)  (n≧2)

なのである.

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【2】anの漸近個数関数

 完全ベキ乗数のなかでは完全平方数が圧倒的に多いので

  an〜n^2

と予想される.

  an<xとなる個数を計算して,個数〜√xであればan〜n^2である.より正確には

  個数〜[√x]+[3√x]−[6√x]+・・・

    〜√x+O(3√x・logx)

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