4可以用5种方法写成和式:4, 3+1, 2+2, 2+1+1, 1+1+1+1。因此 。
定义 ,若n为负数则 。
此函数应用于对称多项式及对称群的表示理论等。
分割函数p(n),n从0开始:
1, 1, 2, 3, 5, 7, 11, 15, 22, 30, 42, 56, 77......(OEIS:A000041)
#include using namespace std;int main() {const int len = 121;int num[len + 1] = { 1 };for (int i = 1; i <= len; ++i)for (int j = i; j <= len; ++j)num[j] += num[j - i];for (int i = 0; i <= len; i++)cout << i << ' ' << num[i] << endl;return 0;}
每种分割方法都可用Ferrers图示表示。
Ferrers图示是将第1行放个方格,第2行放个方格……第行放个方格,来表示整数分割的其中一个方法。
借助Ferrers图示,可以推导出许多恒等式:
给定正整数k和n,n表达成不多于k个正整数之和的方法数目,等于将n分割成任意个不大于k的正整数之和的方法数目。
证明:将表示前者其中一个数组的Ferrers图示沿对角线反射,便得到后者的一个数组。即两者一一对应,因此其数目相同。
例如 k=3,n=6:
上述恒等式的值亦等于将表达成刚好个正整数之和的方法的数目。
给定正整数。将表达成两两相异正整数之和的方法的数目,等于将表达成奇数之和的方法的数目。
例如:
1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
7 + 1
3 + 3 + 1 + 1
5 + 3
5 + 1 + 1 + 1
3 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
8
7 + 1
6 + 2
5 + 3
5 + 2 + 1
4 + 3 + 1
将表达成个1和个2之和,这些方法的数目是第个斐波那契数。
将表达成多于1的正整数之和的方法数目是p(n) - p(n-1)。
的生成函数是
当|x|<1,右边可写成:
生成函数的倒数为欧拉函数,利用五边形数定理可得到以下的展开式:
将生成函数配合五边形数定理,可以得到以下的递归关系式
其中是第个广义五边形数。
一个 (5, 4, 1)分拆表示的杨表
一个杨氏矩阵与一个整数分拆一一对应,也就是说整数分拆的个数等于相应的杨氏矩阵的个数。如图表示一个10=5+4+1的分拆。利用杨氏矩阵来表示的分拆更具有直观性,和可处理性,下面是几个例子。
(5, 4, 1)分拆的转置(3, 2, 2,2,1)
整数分拆(10=5+4+1)对应的杨氏矩阵沿x=y轴翻转得到新的杨氏矩阵。它对应分拆为10=3+2+2+2+1。
考虑带有附加条件的分拆。
差分拆
考虑满足下面条件分拆
(的大小不定)
及分拆的每个数都不相等。
生成函数是
奇分拆
考虑满足下面条件分拆
(的大小不定)
要求 为奇数
生成函数是
.
引理
差分拆的个数与奇分拆的个数是一样多的。
可以通过杨表证明。
渐近式:
这式子是1918年哈代和拉马努金,以及1920年J. V. Uspensky独立发现的。
1937年,Hans Rademacher得出一个更佳的结果:
其中
。
表示互质时才计算那项。表示戴德金和。这条公式的证明用上了福特圆、法里数列、模群和戴德金η函数 。
在将表示成正整数之和的所有和式之中,任意正整数作为和项出现在这些式子内的次数,跟每条和式中出现次或以上的正整数数目,相同。
当时,此定理又称为Stanley定理。
以为例:
5
4+1
3+2
3+1+1
2+2+1
2+1+1+1
1+1+1+1+1
1的总出现次数:0+1+0+2+1+3+5=12;在每条和式出现1次或以上的数的数目:1+2+2+2+2+2+1=12
2的总出现次数:0+0+1+0+2+1+0=4;在每条和式出现2次或以上的数的数目:0+0+0+1+1+1+1=4。
当限定将表示成刚好个正整数之和时,可以表示为。显然,。
对于,
(OEIS:A004526)
= 最接近的正整数。(OEIS:A069905)
不少数学家亦有研究按以下方式分拆的方法数目:
将正整数写成模p同余r的正整数之和
将模p同余r正整数写成的正整数之和