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ガウス記号
よろしくお願いいたします。
[]はガウス記号です。
(1)実数x,yに対して、
[x+y]=[x]+[y]または[x]+[y]+1、特に、このことから[x+y]≧[x]+[y]であることを示せ。
(2)正の整数nと素数pについて、n!=p^e*m、gcd(p,m)=1とする。この時、
e=[n/p]+[n/p^2]+…が成り立つ。
このことと、(1)を用いて、正の整数a,bに対し、(a+b)!/(a!b!)が整数であることを示せ。
(1)は、[x]=s、[y]=tとおくとそれぞれ、s≦[x]≦s+1、t≦[y]≦t+1となるから、s+t≦[x]+[y]≦s+t+2となるところまでは出来たのですが、そこから2つの等式が成り立つ部分まで行けません。
また(2)は見当もつきません。
よろしくお願いします。
回答
ああさん、こんばんは。
(1)[x]=s,[y]=t としますね。
このとき x=s+p、y=t+q、0≦p<1、0≦q<1と書ける。
よってx+y=s+t+p+q
ここで0≦p+q<2なので、
0≦p+q<1のときは
[x+y]=[s+t+(p+q)]=s+t=[x]+[y]
また、1≦p+q<2のとき
[x+y]=[s+t+(p+q)]=s+t+1=[x]+[y]+1
これで題意が示せますね。
mata,
あなたが書いている「s≦[x]≦s+1、t≦[y]≦t+1」のそれぞれの右辺の前は≦ではなく、等号のつかない「<」です。
(2)はp≦nという条件がありますよね。またeについて整数ということは明示されていないのですか?
n!=p^e*m、gcd(p,m)=1という式は、
1からnまでの整数の中にp及びpの倍数がe個ある、という意味ですね。
また、e=の式は、
pの倍数の個数が[n/p]、p²の倍数の個数が[n/p²]、p³の倍数の個数が[n/p³]…で、
素因数pが何個あるかと言えば、それらの和になる。pのe乗以上の倍数はないので、eを超えるpの累乗でnを割ったガウス記号の値は0になり、そこから先はずっと0。そんなことが読み取れます。
この先は私もまだ見当がつきません!もう少し考えてはみますが。
とりあえず(1)はわかりました?コメント欄に何か返事を書いてください。よろしく。
(1)は理解しました。 (2)は(a+b)!/a!b!が、a+bとaの二項係数であること、a+bを割る素数のべき指数が、aとbそれぞれのべき指数の合計よりも上であることを示せばいいのかなぐらいしか考えついてません