■ガウスの円問題(その6)
原点を中心とする半径√n上の格子点の数をR(n)とする。
R(0)=1,R(1)=4,R(2)=4,R(3)=0,R(4)=4,・・・
原点を中心とする半径√n内の格子点の数をT(n)とする。
T(n)=R(0)+R(1)+・・・+R(n)
===================================
定理:T(n)=1+4{[n/1]-[n/3]+[n/5]-[n/7]+・・・}
定理:T(n)=1+4Σ[√(n-k^2)]
T(100)=1+4{[√100]+[√99]+[√96]+[√91]+[√84]+[√75]+[√64]+[√51]+[√36]+[√19]}
=1+4(10+9+9+9+9+8+8+7+6+4)=317
100π〜314
===================================
T(1225)=1+4{[√1225]+・・・+[√69]}=3853
1225π〜3848
===================================
整数nが(符号の選択と順列を含めて)k状の和として表すことのできる異なる方法はいくつあるか?
r2(5)=8
漸近的平均は半径√Nの円と球の整数格子点の数を数えているので、直観的には明らかに
Σr2(n)=πN+O(√N)
Σr3(n)=4π/3N^3/2+O(N)
===================================