Bourbaki

习题 12, 附录 0

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实变函数, V, 265

Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。

对于每个整数n>0n > 0,令n=∑k=0∞εk2kn = \sum_{k=0}^{\infty} \varepsilon_k 2^k为nn的二元展开(εk\varepsilon_k是整数,零,除了指标,0≤εk≤10 \leq \varepsilon_k \leq 1的有限数)。放

α(n)=∑k=0∞εk,A1(n)=∑j=1nα(j),A2(n)=∑j=1nα(α(j)). \alpha(n) = \sum_{k=0}^{\infty} \varepsilon_k, \qquad A_1(n) = \sum_{j=1}^n \alpha(j), \qquad A_2(n) = \sum_{j=1}^n \alpha(\alpha(j)).

a) 证明公式A1(n)=∑k=0∞(k+2)εk2k−1A_1(n) = \sum_{k=0}^{\infty} (k+2) \varepsilon_k 2^{k-1}。推导出公式

A1(n)=n2log⁡nlog⁡2+o(nlog⁡log⁡n) A_1(n) = \frac{n}{2} \frac{\log n}{\log 2} + o(n \log \log n)

随着nn无限增长(将表示A1(n)A_1(n)的和分解为两个部分、指标kk,第一个和从0到μ(n)\mu(n),第一个和从μ(n)\mu(n)到n1n_1)第二,其中 n1n_1 是数 kk 的最大的,从而适当选择 εk≠0\varepsilon_k \neq 0 和 μ(n)\mu(n);使用 V、p. 239 的第 6 个参数绑定第一个和,然后估计第二个之间的差值。 和和 n1n/2n_1 n/2。

b) 建立关系

∑j=02m−1f(α(j))=∑k=0m(mk)f(k) \sum_{j=0}^{2^m - 1} f(\alpha(j)) = \sum_{k=0}^m \binom{m}{k} f(k)
ff是在N\mathbf{N}上定义的任意函数(对于给定的kk,考虑j<2mj < 2^m的数,使得α(j)=k\alpha(j) = k)。

c) 对于m=2r−1m = 2^r - 1,证明α(m−j)+α(j)=r\alpha(m - j) + \alpha(j) = r。从此和 b) 推出

A2(2m)=r2m−1∼2mlog⁡log⁡2m2log⁡2. A_2(2^m) = r 2^{m-1} \sim \frac{2^m \log \log 2^m}{2 \log 2}.

d) 对于 m=2rm = 2^r 表明

A2(2m)=2A2(2m−1)+2m−1−∑j=0m−1(m−1j)Δ(j+1) A_2(2^m) = 2A_2(2^{m-1}) + 2^{m-1} - \sum_{j=0}^{m-1} \binom{m-1}{j} \Delta(j+1)
我们为所有 nn 放置了 α(n+1)−α(n)=1−Δ(n+1)\alpha(n+1) - \alpha(n) = 1 - \Delta(n+1)(使用 bb),为 r<2kr < 2^k 放置了关系 α(2k+r)=α(r)+1\alpha(2^k + r) = \alpha(r) + 1)。证明∑j=0m−1(m−1j)Δ(j+1)≤rm−2\sum_{j=0}^{m-1} \binom{m-1}{j} \Delta(j+1) \leq r^{m-2}(注,如果jj是偶数则Δ(j+1)=0\Delta(j+1) = 0,对于所有jj则Δ(j+1)≤log⁡j/log⁡2\Delta(j+1) \leq \log j / \log 2)。借助 c) 推断出
A2(2m)≥32r2m−1≥322mlog⁡log⁡2m2log⁡2. A_2(2^m) \geq \frac{3}{2} r 2^{m-1} \geq \frac{3}{2} \frac{2^m \log \log 2^m}{2 \log 2}.
来自 c) 的结论以及 A2(n)A_2(n) 的关系不等于任何 (H) 函数,因为 nn 趋向于 +∞+\infty。

解答

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无。

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