Segue una lista degli enunciati presenti all’interno dei nostri articoli di teoria dei numeri.
Titolo e riferimento | Enunciato |
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Teorema N.1: Teorema fondamentale dell’aritmetica (non dimostrato) | Ogni numero intero maggiore di 1 si può scrivere come prodotto di numeri primi. Inoltre tale scrittura, chiamata fattorizzazione o scomposizione in fattori primi, è unica a meno dell’ordine dei fattori. |
Proprietà N.1A: Nei numeri naturali, un divisore è minore o uguale di un dividendo positivo | Siano a e b due numeri naturali, con a \gt 0. Se b \mid a, allora b \leq a. |
Proprietà N.1B: Numero primo, proprietà caratteristica o definizione alternativa | Un numero primo è un numero intero p > 1 tale che, se p \mid bc, allora p \mid b oppure p \mid c, per qualunque coppia di interi b e c. In altri termini, p non può dividere un prodotto di interi bc senza dividere almeno uno dei due fattori. |
Teorema N.2: Infinità dei numeri primi | I numeri primi sono infiniti. |
Proprietà N.1: Maggiorazione dei binomiali | Per ogni n > 0 e per ogni m: \binom{n}{m} \leq 2^{n-1} |
Proprietà N.2: Minorazione dei binomiali centrali del Triangolo di Tartaglia | Per ogni n \geq 2: \binom{n}{\frac{n}{2}} \geq \frac{2^n}{n} se n è pari, e \binom{n}{\left \lceil \frac{n}{2} \right \rceil} = \binom{n}{\left \lfloor \frac{n}{2} \right \rfloor} \geq \frac{2^n}{n} se n è dispari. |
Proprietà N.3: Minorazione del binomiale centrale del triangolo di Tartaglia, n pari | Per ogni n \geq 2 pari: \binom{n}{\frac{n}{2}} \geq \sqrt{2^{n}} |
Proposizione N.1: Maggiorazione del prodotto dei numeri primi fino ad x | Per ogni x > 0: \theta^{\star}(x) = \prod_{1 \leq p \leq x} p \leq 2^{2(x-1)} |
Teorema N.3: Postulato di Bertrand | Per ogni n > 0, esiste un numero primo compreso tra n + 1 e 2n. |
Lemma N.1: Fattorizzazione del binomiale \binom{2n}{n} | Nella fattorizzazione del binomiale \binom{2n}{n}, per n > 0, un numero primo p non può avere un esponente maggiore di \log_p 2n. |
Proposizione N.2: Calcolo di \psi^{\star}(x) | Per ogni intero x > 0: \psi^{\star}(x) = \prod_{p \leq x} p^{\left \lfloor \log_p x \right \rfloor} |
Corollario della Proposizione N.2: Maggiorazione di \psi^{\star}(x) mediante \pi(x) | Per ogni intero x > 0: \psi^{\star}(x) \leq x^{\pi(x)} |
Proposizione N.3: Minorazione di \psi^{\star}(x) | Per ogni intero x > 0: \psi^{\star}(x) \geq \sqrt[3]{2^x} |
Lemma N.2: Riformulazione di \psi^{\star}(x) (“calcolo per righe”) | Per ogni intero x > 0: \psi^{\star}(x) = \left(\prod_{p \leq x} p\right) \cdot \left(\prod_{p^2 \leq x} p\right) \cdot \dots \cdot \left(\prod_{p^R \leq x} p\right) |
Proposizione N.4: Collegamento tra le funzioni \psi^{\star} e \theta^{\star} | Per ogni intero x > 0: \psi^{\star}(x) = \theta^{\star}(x) \cdot \theta^{\star}(\sqrt{x}) \cdot \dots \cdot \theta^{\star}(\sqrt[R]{x}), dove R := \left \lfloor \log_2 x \right \rfloor. |
Lemma N.3: Minorazione di \theta^{\star}(x) mediante \pi(x) | Per ogni numero reale \delta \geq 0 e per ogni x \gt 1: \theta^{\star}(x) \gt \left(x^{\delta}\right)^{\pi(x) - x^{\delta}}. |
Teorema N.4: Equivalenza asintotica e ordine di grandezza di \theta(x) e \psi(x) | Le funzioni \theta(x) e \psi(x) sono asintoticamente equivalenti ed hanno ordine x: \theta(x) \sim \psi(x), \theta(x) \asymp x \asymp \psi(x). |
Teorema N.5: Equivalenza asintotica tra \pi(x) e \frac{\theta(x)}{\log x} | \pi(x) \sim \frac{\theta(x)}{\log x} |
Corollario del Teorema N.5: Equivalenza asintotica tra \pi(x) e \frac{\psi(x)}{\log x} | \pi(x) \sim \frac{\psi(x)}{\log x} |
Corollario II del Teorema N.5: Teorema di Chebyshev: ordine di grandezza di \pi(x) | \pi(x) \asymp \frac{x}{\log x} |
Corollario II del Teorema N.5: Teorema di Chebyshev: ordine di grandezza di \pi(x) | \pi(x) \asymp \frac{x}{\log x} |
Lemma N.4: Lemma dell’area dell’istogramma | Siano c_1, c_2, \dots, c_n dei numeri reali non negativi, con n > 0. Sia f: \{1, 2, ..., n\} \rightarrow \mathbb{R} una funzione. Allora l’area A dell’istogramma composto da n rettangoli, ciascuno avente base c_i ed altezza f(i), data da A = c_1 f(1) + c_2 f(2) + \ldots + c_n f(n) = \sum_{i=1}^{n} c_i f(i), si può calcolare anche con la formula \begin{aligned}A &= C_n f(n) + C_{n-1} (f(n-1) - f(n)) + \ldots + C_1 (f(1) - f(2)) \\&= \sum_{k = 1}^{n-1} C_k (f(k) - f(k + 1)) + C_n f(n)\end{aligned} dove C_k := c_1 + c_2 + \ldots + c_k = \sum_{i=1}^{k} c_i. |
Lemma N.5: Lemma dell’area dell’istogramma, seconda forma | Siano c_1, c_2, \dots, c_n dei numeri reali non negativi, con n > 0. Sia f: \{1, 2, ..., n\} \rightarrow \mathbb{R} una funzione, e sia \widetilde{f} una sua estensione di classe C^1. Allora l’area A dell’istogramma composto da n rettangoli, ciascuno avente base c_i ed altezza f(i), data da A = c_1 f(1) + c_2 f(2) + \ldots + c_n f(n) = \sum_{i=1}^{n} c_i f(i), si può calcolare anche con la formula C(n) f(n) - \int_1^n \overline{C}(k) \widetilde{f}'(t) dt dove C: \{1, 2, ..., n\} \rightarrow \mathbb{N} è la funzione definita da C(k) := c_1 + c_2 + \ldots + c_k = \sum_{i=1}^{k} c_i. |
Teorema N.6: Approssimazione della somma degli inversi dei primi numeri interi | Per ogni intero n \gt 0: \sum_{k = 1}^n \frac{1}{k} = 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \ldots + \frac{1}{n} \approx \log n + \gamma dove la base del logaritmo è il numero di Nepero e, mentre \gamma \approx 0,58 è la costante di Eulero. In particolare: \sum_{k = 1}^n \frac{1}{k} = 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \ldots + \frac{1}{n} = \log n + \gamma + O\left(\frac{1}{n}\right). |
Proprietà N.4: Maggiorazioni e minorazioni del valore assunto da una funzione definita su numeri interi, per mezzo di integrali di un’estensione |
Sia f: I \rightarrow \mathbb{R} una funzione definita su un insieme I \subset \mathbb{Z}.
Sia \underset{\sim}{f}: \underline{I} \rightarrow \mathbb{R} un’estensione di f, dove \underline{I} := \bigcup_{n \in I} (n - 1, n]. Allora:
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Lemma N.6: Funzione somma dei logaritmi di una frazione al variare del denominatore | \sum_{n=1}^x \log \left(\frac{x}{n} \right) = O(x) |
Lemma N.6A: Funzione somma dei logaritmi di una frazione al variare del denominatore, forma generalizzata |
Sia h \in \mathbb{R}, h \gt 0. Allora: \sum_{n=1}^x \log \left(\frac{x}{n} \right) = O(x) |
Proposizione N.5: Ordine di grandezza del fattoriale | x! = x^x \cdot e^{O(x)} |
Proprietà N.5: Numero di multipli di un dato numero, compresi tra 1 ed x |
Siano n ed x due interi positivi. Il numero di multipli di n compresi nell’intervallo [1, x] è \left \lfloor \frac{x}{n} \right \rfloor. |
Proposizione N.6: Il fattoriale e la funzione \Lambda^{\star} | Per ogni intero x \gt 0: x! = \prod_{r = 1}^x \left( \Lambda^{\star}(r) \right)^{\left \lfloor \frac{x}{r} \right \rfloor} |
Proprietà N.6: Connessione tra \Lambda^{\star} e \psi^{\star} | Per ogni intero x \gt 0: \prod_{r = 1}^x \Lambda^{\star}(r) = \psi^{\star}(x) |
Proposizione N.7: Ordine di grandezza della funzione simil-fattoriale basata su \Lambda^{\star} | \prod_{r = 1}^x \left( \Lambda^{\star}(r) \right)^{\frac{x}{r}} = x^x \cdot e^{O(x)} |
Corollario della Proposizione N.7: Ordine di grandezza della funzione simil-fattoriale basata su \Lambda^{\star} | \sum_{r = 1}^x \frac{\Lambda(r)}{r} = \log x + O(1) |
Teorema N.7: Limite inferiore e limite superiore della funzione \frac{\overline{\psi}(t)}{t} | \begin{cases} \lim \inf \frac{\overline{\psi}(t)}{t} \leq 1 \\ \lim \sup \frac{\overline{\psi}(t)}{t} \geq 1 \end{cases} |
Corollario del Teorema N.7: Limite inferiore e limite superiore della funzione \overline{\pi}(t) / \frac{t}{\log t} | \begin{cases} \lim \inf \overline{\pi}(t) / \frac{t}{\log t} \leq 1 \\ \lim \sup \overline{\pi}(t) / \frac{t}{\log t} \geq 1 \end{cases} |
Corollario II del Teorema N.7: Teorema di Chebyshev, versione forte | Se la funzione \pi(x) / \frac{x}{\log x} tende a un limite, questo limite è 1. |
Teorema N.8: Teorema dei numeri primi | \pi(x) \sim \frac{x}{\log x} |
Teorema N.9: Teorema dei numeri primi, versione forte | \pi(x) \sim \mathrm{Li}(x) |
Proposizione N.7A: Le funzioni W e V sono limitate | Le funzioni W e V sono limitate. | Lemma N.7: Condizione sufficiente per la validità del Teorema dei Numeri Primi | Una condizione sufficiente per la validità del Teorema dei Numeri Primi è la seguente:
\limsup_{x \to +\infty} |V(\log x)| = 0
dove la funzione V è definita nella Definizione N.13. |
Corollario I della Proposizione N.7A: \alpha e \beta sono reali | Le costanti \alpha e \beta definite dalla Definizione N.14 sono numeri reali. |
Lemma N.8 | Fissato un numero intero x \gt 0, le seguenti disuguaglianze sono equivalenti:
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Teorema N.10: Teorema di Selberg |
R(x) \log x + \sum_{n = 1}^x \Lambda(n) R\left(\frac{x}{n}\right) = O(x)
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Proprietà N.7: Caratterizzazione dei numeri interi privi di quadrati | Un numero intero è privo di quadrati se e solo se nella sua fattorizzazione compaiono solo fattori primi distinti. |
Proprietà N.8: Una proprietà del conteggio dei divisori di un numero intero maggiore di 1 | Sia n \gt 1 un numero intero. Siano P_n e D_n i seguenti insiemi:
P_n := \left\{ \begin{gathered} \text{divisori di $n$ privi di quadrati,} \\ \text{che sono il prodotto di un numero pari di fattori primi} \end{gathered}\right\}
D_n := \left\{ \begin{gathered} \text{divisori di $n$ privi di quadrati,} \\ \text{che sono il prodotto di un numero dispari di fattori primi} \end{gathered}\right\}
Allora |P_n| = |D_n|. |
Proprietà N.9: Una proprietà del prodotto dei divisori di un numero intero positivo avente almeno due fattori primi distinti | Sia n un numero intero positivo avente almeno due fattori primi distinti. Siano P_n e D_n gli insiemi definiti nella Proprietà N.8. Allora \prod_{a \in P_n} a = \prod_{b \in D_n} b. |
Proprietà N.9 (seconda forma): Una proprietà del prodotto dei divisori di un numero intero positivo avente almeno due fattori primi distinti |
Sia n un numero intero positivo avente almeno due fattori primi distinti. Allora: \frac{\prod_{d \in P_n} d}{\prod_{d \in D_n} d} \cdot \prod_{d \in Q_n} d = \prod_{d \mid n} d^{\mu(d)} = 1
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Proprietà N.8 (seconda forma): Una proprietà del conteggio dei divisori di un numero intero maggiore di 1 |
Sia n \gt 1 un numero intero. Allora: \sum_{d \mid n} \mu(d) = 0
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Proprietà N.10: Una proprietà del prodotto dei divisori di un numero intero positivo |
Sia n \in \mathbb{N}^{\star}. Allora: \prod_{d \mid n} d^{\mu(d)} = \frac{1}{\Lambda^{\star}(n)}
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Proprietà N.10 (forma logaritmica): Una proprietà del prodotto dei divisori di un numero intero positivo |
Sia n \in \mathbb{N}^{\star}. Allora: \sum_{d \mid n} \mu(d) \log d = - \Lambda(n)
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Proprietà N.11: Una proprietà del conteggio dei divisori di un numero intero positivo |
Sia n \in \mathbb{N}^{\star}. Allora: \sum_{d \mid n} \mu(d) = \begin{cases} 1 & \text{se $n = 1$} \\ 0 & \text{altrimenti} \end{cases}
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Proprietà N.12: Espressione di \Lambda^{\star} mediante \mu |
Sia n \in \mathbb{N}^{\star}. Allora: \prod_{d \mid n} \left( \frac{n}{d} \right)^{\mu(d)} = \Lambda^{\star}(n)
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Proprietà N.12 (forma logaritmica): Espressione di \Lambda mediante \mu |
Sia n \in \mathbb{N}^{\star}. Allora: \sum_{d \mid n} \mu(d) \log \frac{n}{d} = \Lambda(n)
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Proprietà N.13: Scambio di d ed \frac{n}{d} nelle sommatorie estese ai divisori di un numero intero positivo |
Sia n un numero intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita su \mathbb{N}^{\star} \times \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{d \mid n} f\left(d, \frac{n}{d}\right) = \sum_{d \mid n} f\left(\frac{n}{d}, d\right)
\prod_{d \mid n} f\left(d, \frac{n}{d}\right) = \prod_{d \mid n} f\left(\frac{n}{d}, d\right)
(*) Per la precisione, è necessario che sull’insieme di arrivo siano definite l’operazione di somma e di prodotto, e che esse siano commutative. Tuttavia in questo contesto è inutile porsi il problema, perché ciò è vero per gli insiemi numerici che ci interessano (\mathbb{N}, \mathbb{Z} ed \mathbb{R}). |
Proprietà N.14: Forma equivalente per le sommatorie in cui compaiono d ed \frac{n}{d} |
Sia n un numero intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita su \mathbb{N}^{\star} \times \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{d \mid n} f\left(d, \frac{n}{d}\right) = \sum_{ab = n} f(a,b)
\prod_{d \mid n} f\left(d, \frac{n}{d}\right) = \prod_{ab = n} f(a,b)
(*) Per la precisione, è necessario che sull’insieme di arrivo siano definite l’operazione di somma e di prodotto, e che esse siano commutative. Tuttavia in questo contesto è inutile porsi il problema, perché ciò è vero per gli insiemi numerici che ci interessano (\mathbb{N}, \mathbb{Z} ed \mathbb{R}). |
Proprietà N.15: Terza forma equivalente per le sommatorie dove il prodotto degli indici divide una costante |
Sia n un numero intero positivo. Siano g ed h due qualunque funzioni definite su \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{d \mid n} \sum_{d^{\prime} \mid d} g(d^{\prime}) h\left(\frac{d}{d^{\prime}}\right) = \sum_{ab \mid n} g(a) h(b)
\prod_{d \mid n} \prod_{d^{\prime} \mid d} g(d^{\prime}) h\left(\frac{d}{d^{\prime}}\right) = \prod_{ab \mid n} g(a) h(b)
(*) Valgono le stesse considerazioni fatte per la Proprietà N.14 |
Proprietà N.16: Semplificazione mediante la funzione di Möbius di una doppia sommatoria estesa ai divisori di un numero intero positivo, e ai divisori dei divisori |
Sia n un numero intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita su \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{ab \mid n} \mu(a) f(b) = f(n)
(*) Valgono le stesse considerazioni fatte per la Proprietà N.13 |
Proprietà N.17: Espressione del logaritmo come sommatoria di \Lambda |
Sia n un numero intero positivo. Allora: \sum_{d \mid n} \Lambda(d) = \log n
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Proprietà N.18: Formula di inversione di Möbius |
Sia n un numero intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita su \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)), e sia g la funzione definita per ogni n \in \mathbb{N}^{\star} come segue: g(n) := \sum_{d \mid n} \mu(d) f\left(\frac{n}{d}\right)
Allora \sum_{d \mid n} g(d) = f(n)
per ogni n \in \mathbb{N}^{\star}. (*) Valgono le stesse considerazioni fatte per la Proprietà N.13. |
Lemma N.9: Primo lemma sulle sommatorie con la funzione di Möbius e il logaritmo |
\sum_{n \leq x} \sum_{d \mid n} \mu(d) \log \left(\frac{x}{d}\right) = O(x)
dove la funzione sulla sinistra si intende definita per x \in \mathbb{N}^{\star}. |
Lemma N.10: Secondo lemma sulle sommatorie con la funzione di Möbius e il logaritmo |
\sum_{n \leq x} \sum_{d \mid n} \mu(d) \log^2 \left(\frac{x}{d}\right) = 2x \log x + O(x)
dove la funzione sulla sinistra si intende definita per x \in \mathbb{N}^{\star}. |
Proprietà N.19: Semplificazione della doppia sommatoria per n \leq x e per d \mid n |
Sia x un intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita sui numeri interi positivi (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{n \leq x} \sum_{d \mid n} f(d) = \sum_{n \leq x} \left \lfloor \frac{x}{n} \right \rfloor f(n)
(*) Per la precisione, è necessario che sull’insieme di arrivo sia definita l’operazione di somma, e che essa sia commutativa. Tuttavia in questo contesto è inutile porsi il problema, perché ciò è vero per gli insiemi numerici che ci interessano (\mathbb{N}, \mathbb{Z} ed \mathbb{R}). |
Proprietà N.20: Seconda forma equivalente per le sommatorie dove il prodotto degli indici è minore o uguale di una costante |
Sia x un numero intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita su \mathbb{N}^{\star} \times \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{n \leq x} \sum_{m \leq \left\lfloor \frac{x}{n} \right\rfloor} f(n, m) = \sum_{nm \leq x} f(n, m)
(*) Valgono le stesse considerazioni fatte per la Proprietà N.14 |
Lemma N.11: Terzo lemma sulle sommatorie con la funzione di Möbius e il logaritmo |
Sia x un numero intero positivo. Allora: \sum_{nm \leq x} \Lambda(n) \Lambda(m) - \sum_{n \leq x} \Lambda(n) \log n = \sum_{n \leq x} \sum_{d \mid n} \mu(d) \log^2 d
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Lemma N.12: Lemma alla base del Teorema di Selberg |
Sia x un numero intero positivo. Allora: \sum_{nm \leq x} \Lambda(n) \Lambda(m) + \sum_{n \leq x} \Lambda(n) \log n = \sum_{n \leq x} \sum_{d \mid n} \mu(d) \log^2 \left( \frac{n}{d} \right)
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Lemma N.13: Lemma alla base del Teorema di Selberg: stima asintotica |
Sia x un numero intero positivo. Allora: \sum_{nm \leq x} \Lambda(n) \Lambda(m) + \sum_{n \leq x} \Lambda(n) \log n = 2x \log x + O(x)
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Proposizione N.8: Conseguenza del Teorema di Selberg |
R(x) \log^2 x = O(x \log x) + \sum_{n \leq x} \left( \sum_{km = n} \Lambda(k) \Lambda(m) - \Lambda(n) \log n \right) R\left(\frac{x}{n} \right)
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Corollario 1 della Proposizione N.8: Conseguenza del Teorema di Selberg |
|R(x)| \log^2 x \leq \sum_{n \leq x} \left(\sum_{km = n} \Lambda(k) \Lambda(m) + \Lambda(n) \log n\right) \left|R\left(\frac{x}{n}\right)\right| + O(x)
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Corollario 2 della Proposizione N.8: Conseguenza del Teorema di Selberg, seconda forma |
Per ogni intero positivo x, esistono dei numeri reali a_1, \ldots, a_x tali che \sum_{n \leq x} a_n = 2x \log x + O(x) e |R(x)| \log^2 x \leq \sum_{n \leq x} a_n \left|R\left(\frac{x}{n}\right)\right| + O(x)
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Proprietà N.21: Forma equivalente per le sommatorie dove il prodotto degli indici è minore o uguale di una costante |
Sia n un numero intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita su \mathbb{N}^{\star} \times \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{ab \leq n} f(a, b) = \sum_{k \leq n} \sum_{ab = k} f(a, b)
(*) Valgono le stesse considerazioni fatte per la Proprietà N.14 |
Proprietà N.22: Prima forma equivalente per le sommatorie dove il prodotto degli indici divide una costante |
Sia n un numero intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita su \mathbb{N}^{\star} \times \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{ad \mid n} f(a, d) = \sum_{ab = n} \sum_{d \mid b} f(a, d)
(*) Valgono le stesse considerazioni fatte per la Proprietà N.14 |
Proprietà N.23: Seconda forma equivalente per le sommatorie dove il prodotto degli indici divide una costante |
Sia n un numero intero positivo. Sia f una qualunque funzione definita su \mathbb{N}^{\star} \times \mathbb{N}^{\star} (non importa l’insieme di arrivo(*)). Allora: \sum_{ad \mid n} f(a, d) = \sum_{d \mid n} \sum_{a \mid \frac{n}{d}} f(a, d)
(*) Valgono le stesse considerazioni fatte per la Proprietà N.14 |
Proposizione N.12: Conseguenza del Teorema di Selberg, forma integrale |
|R(x)| \log^2 x \leq 2 \int_1^x \log t \left| R\left(\frac{x}{t}\right) \right| dt + O(x \log x)
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Proprietà N.24: Relazione tra \alpha e \alpha^{\prime}, e tra \beta e \beta^{\prime} |
Con riferimento alla Definizione N.23 (Costanti \alpha^{\prime} e \beta^{\prime}): \alpha \leq \alpha^{\prime}
\beta \leq \beta^{\prime}
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Corollario II della Proposizione N.7A: \alpha^{\prime} e \beta^{\prime} sono reali | Le costanti \alpha^{\prime} e \beta^{\prime} definite dalla Definizione N.23 sono numeri reali. |
Proposizione N.23: Relazione tra \alpha e \beta^{\prime} |
Con riferimento alle Definizioni N.23 e N.14: \alpha \leq \beta^{\prime}
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Proposizione N.24: Maggiorazione del valore assoluto dell’integrale di V tra 0 e un numero positivo |
Esiste un numero reale A \gt 0 tale che, per ogni \xi \gt 0: \left| \int_0^{\log \xi} V(u)\ du \right| \lt A
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Corollario della Proposizione N.24: Maggiorazione del valore assoluto dell’integrale di V tra due numeri positivi o nulli |
Esiste un numero reale A \gt 0 tale che, per ogni a \geq 0 e per ogni b \gt a: \left| \int_{a}^{b} V(u)\ du \right| \lt 2A
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Lemma N.14: Maggiorazione dell’integrale di V negli intervalli in cui non cambia segno |
Sia [a, b] un intervallo in cui la funzione V è sempre positiva o sempre negativa. Allora esiste una costante positiva A tale che: \int_{a}^{b} |V(u)|\ du \lt 2A
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Proposizione N.25: Maggiorazione del valore assoluto di V dopo un suo zero |
Sia t uno zero di V. Allora, per ogni h \geq 0: |V(t + h)| \leq 1 - \frac{1}{e^h} + O\left(\frac{1}{t}\right)
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Proposizione N.26: Relazione tra \alpha^{\prime} e \beta^{\prime} |
Con riferimento alla Definizione N.23: \alpha^{\prime} \leq \beta^{\prime}
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Lemma N.15: Maggiorazione dell’integrale di |V| migliore di quella del limite superiore, primo caso |
Supponiamo che \alpha^{\prime} \gt 0. Siano \delta \geq \alpha^{\prime} e a \geq 0. Se nell’intervallo [a, a + \delta - \alpha^{\prime}] la funzione |V| ha almeno uno zero, e se inoltre esiste una costante h \lt 1 tale che: (\delta - \alpha^{\prime}) \alpha^{\prime} + \frac{(\alpha^{\prime})^2}{2} = \delta h \alpha^{\prime}
allora: \int_a^{a+\delta} |V(u)|\ du \leq \delta h \alpha^{\prime} + o(1) \tag{5}
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Lemma N.16: In un intervallo, se V non ha zeri cambia segno al più una volta |
Sia I un intervallo reale nel quale V non ha zeri. Allora V cambia segno al più una volta in I. |
Lemma N.17: Maggiorazione dell’integrale di |V| migliore di quella del limite superiore, secondo caso |
Supponiamo che \alpha^{\prime} \gt 0. Sia A la costante del Lemma N.14, siano \delta \geq \alpha^{\prime} e a \geq 0. Se nell’intervallo [a, a + \delta - \alpha^{\prime}] la funzione |V| non ha zeri, e se inoltre esiste una costante k \lt 1 tale che 4A + (\alpha^{\prime})^2 = \delta k \alpha^{\prime}
allora: \int_a^{a+\delta} |V(u)|\ du \leq \delta k \alpha^{\prime} + o(1)
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Proposizione N.27: Maggiorazione dell’integrale di |V| migliore di quella del limite superiore, in intervalli di ampiezza opportuna |
Supponiamo che \alpha^{\prime} \gt 0. Sia \delta \geq \frac{4A}{\alpha^{\prime}} + \frac{3 \alpha^{\prime}}{2}, dove A è la costante del Lemma N.14. Allora esiste una costante h \lt 1 tale che, per ogni a \geq 0: \int_a^{a+\delta} |V(u)|\ du \leq \delta h \alpha^{\prime} + o(1)
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Proprietà N.25: Calcolo dei valori di una funzione moltiplicativa |
Sia f: \mathbb{N}^{\star} \rightarrow \mathbb{R} una funzione moltiplicativa e sia n un numero intero positivo. Sia n = p_1^{a_1} \cdot \ldots \cdot p_k^{a_k} la fattorizzazione di n (con p_1, \ldots, p_k fattori primi distinti e a_1, \ldots, a_k interi positivi). Allora: f(n) = f\left(p_1^{a_1}\right) \cdot \ldots \cdot f\left(p_k^{a_k}\right)
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Proprietà N.26: Calcolo dei valori di una funzione completamente moltiplicativa |
Sia f: \mathbb{N}^{\star} \rightarrow \mathbb{R} una funzione completamente moltiplicativa e sia n un numero intero positivo. Sia n = p_1^{a_1} \cdot \ldots \cdot p_k^{a_k} la fattorizzazione di n (con p_1, \ldots, p_k fattori primi distinti e a_1, \ldots, a_k interi positivi). Allora: f(n) = \left(f(p_1)\right)^{a_1} \cdot \ldots \cdot \left(f(p_k)\right)^{a_k}
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Proposizione N.28: Formula di inversione duale di Möbius |
Sia n un numero naturale positivo e sia f una funzione definita sui divisori di n. g(d) := \sum_{d \mid d^{\prime} \mid n} f(d^{\prime})
Allora, per ogni k \mid n: f(k) = \sum_{k \mid d \mid n} \mu \left(\frac{d}{k}\right) g(d)
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Proposizione N.29: Numero di coppie di interi aventi un minimo comune multiplo fissato, privo di quadrati |
Sia d un numero intero positivo privo di quadrati. Il numero di coppie ordinate di interi positivi aventi minimo comune multiplo d è pari a: 3^{\omega(d)}
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Proposizione N.30: Ordine asintotico della sommatoria di d(n) per i primi numeri interi positivi |
Sia x un numero intero positivo. Allora: \sum_{n \leq x} d(n) = x \log x + O(x)
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Proposizione N.31: Ordine asintotico della sommatoria di d(n) su n per i primi numeri interi positivi |
Sia x un numero intero positivo. Allora: \sum_{n \leq x} \frac{d(n)}{n} \gg \log^2 x
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