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上次的日记出了一个数学题(http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=49508),我找到答案了!!!看来还是要我自己动手才行,pose到网络上也没有人能帮我,汗!!!查了N多文献,真不容易啊,解答很难看懂,请各位见谅了,因为我也不知道怎么用简单的语言把它描述出来。
我把题目稍微变一下:
有很多个盒子,每个盒子分别标上0、1、2、3、4、…等等的标号。有N个完全相同的小球,我任意的放进这些盒子里。最后,我要把每个盒子里的球的数量乘以盒子的标号,然后把他们加起来要等于M. (N和M为正整数)
问,一共有多少种放法? (求出关于N和M的表达式)
注意,题目稍微变了一点点,上次的标号是从1开始的,这次标号是从0开始的,但是这个并没有多少影响,本质还是一样。两个题目有什么关系就留个读者自己思考了。
当M<=N的时候,这个问题就是等同于有多少种方案把M分成任意个正整数之和。例如,当M=4时,有5种分配方案,M=1+1+1+1, M=2+1+1, M=2+2, M=3+1, M=4。这个问题是一个数学上非常有名的问题,最初由欧拉提出来的(我和欧拉居然想到了同样的问题,哈哈哈),请参考G. E. Andrews, 《The Theory of Partitions》 Addison-Wesley出版社,1976。在M小于500的时候,都有表可以查,这个在一本书里《Handbook of Mathematical Functions》, edited by M.Abramowitz and I. A. Stegun (Dover, New York, 1972), Chap. 24。了精确的解析解可以在这里找到:H. Rademacher, Proc. Natl. Acad. Sci. Washington 23, 78 (1937)。但是这个精确解析解并不好用,Hardy和Ramanujan给了一个很好用的近似解析解(G. H. Hardy and S. Ramanujan, Proc. London Math. Soc. 17, 75 (1918))
p(m)~exp[c sqrt(M)]/[4sqrt(3)M] 其中c=sqrt(2/3)Pi.
当M大于N的时候,就要对上式有一点点修正,(请看P. Erdos and J. Lehner, Duke Math. J. 8, 335 (1941))
P(m)~p(m)exp[-2 exp[-x(M)]/c] 其中 x(M)=cN/(2sqrt(M))-ln[sqrt(M)].
可以看到当sqrt[M]远小于N的时候,p(m)和P(m)几乎相等。
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GMT+8, 2024-12-26 04:58
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