Apostol数论习题3.19a:证明两个地板函数求和等式
Apostol数论习题3.19a:证明两个地板函数求和等式
我最近在刷Apostol的数论习题,碰到3.19a这题直接卡壳了——盯着求和式看半天,完全找不到入手的方向,只好去搜了点提示来参考。先把题目放出来:
给定正奇数$h$和$k$,$(h,k)=1$,令$a=\frac{k-1}{2}$,$b=\frac{h-1}{2}$。证明:
$$\sum_{r=1}^a \Big\lfloor\frac{h}{k}r\Big\rfloor + \sum_{r=1}^b \Big\lfloor\frac{k}{h}r\Big\rfloor = ab$$
我一开始对着这个带地板函数的求和式毫无头绪,连怎么转化都想不出来。查了提示之后,看到了一个很巧妙的几何视角:
定义矩形$R$为顶点在$(1,1)$和$(h,k)$的矩形。数一下里面坐标均为偶数的格点数量,会发现刚好是$ab$。现在题目里的第一个求和式其实是在数坐标为偶数的格点...
备注:内容来源于stack exchange,提问作者injo
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