n≥k>r≥0∑l=0⌊n−rk⌋(nkl+r)=2nk∑l=0k−1cosnlkπcos(n−2r)lkπ
ζ=exp(2πik),i=−1とします.
∑l=0⌊n−rk⌋(nkl+r)=1k∑l=0n(nl)(∑j=0k−1ζj(l−r))=1k∑l=0k−1ζ−rl∑j=0n(nj)ζlj=1k∑l=0k−1ζ−rl(1+ζl)n=1k∑l=0k−1ζ−rl2n(1+cos2lkπ)n(1+cos2lkπ2(1+cos2lkπ)+isin2lkπ2(1+cos2lkπ))n=1k∑l=0k−1ζ−rl2n|cosnlkπ|(|coslkπ|+isgn(sin2lkπ)|sinlkπ|)n=2nk(1+∑0<l<k2ζ−rl|cosnlkπ|(cosnlkπ+isinnlkπ) +∑k2<l<kζ−rl|cosnlkπ|(−1)n(cosnlkπ+isinnlkπ))=2nk(1+∑0<l<k2|cosnlkπ|(cos(n−2r)lkπ+isin(n−2r)lkπ)+(−1)n|cosnk−lkπ|(cos(n−2r)(k−l)kπ+isin(n−2r)(k−l)kπ))=2nk(1+2∑0<l<k2|cosnlkπ|cos(n−2r)lkπ)=2nk(1+2∑0<l<k2cosnlkπcos(n−2r)lkπ)=2nk∑l=0k−1cosnlkπcos(n−2r)lkπ
原始n乗根を用いれば,周期nの数論的関数が作れます.
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