■分割数の母関数(その3)

ハーディ・ラマヌジャンの定理

p(n)〜1/4n√3・exp(c√n)

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  p(0)=1,p(1)=1,p(2)=2,p(3)=3,p(4)=5,p(5)=7,p(6)=11,

  p(7)=15,p(8)=22,p(9)=30,p(10)=41,p(11)=56,p(12)=77,・・・

ここで,p(n)はオイラーの分割関数とも呼ばれますが,定義が簡単そうにみえるにも関わらず,易しい式で表すことはできません.

 p(n)を評価する問題は数論において研究されていて,1918年,ハーディーとラマヌジャンによって,円周法による漸近近似式:

  p(n) 〜 1/4n√(3)exp(π√(2n/3))

が与えられています.

  q(n)=1/4n√(3)exp(π√(2n/3))

とおいて最も近い整数を求めてみると,

  q(1)=2,q(2)=3,q(3)=4,q(4)=6,q(5)=9,q(6)=13,

  q(7)=18,q(8)=26,q(9)=35,q(10)=48,q(11)=65,q(12)=87,・・・

となってそれほどよい評価式には思えませんが,漸近近似式はnがどんどん大きくなるとき0に近づくような誤差項を含んだ公式であって,p(n)は整数なので,この公式を使えばp(n)の値を正確に計算できるようになります.

 その後,分割関数はラーデマッハーによって修正され,完全な明示公式

  p(n)=1/π√(2)Σk^(1/2)Ak(n)d/dn{sinh(πλn√(2/3))/λn}

  λn=√(n-1/24),Ak(n)には1の24乗根が関係する

が与えられました(1937年).

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