1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : نظرية الاعداد :

Partition Function Q

المؤلف:  Abramowitz, M. and Stegun, I. A.

المصدر:  "Partitions into Distinct Parts." §24.2.2 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover

الجزء والصفحة:  ...

26-9-2020

1426

Partition Function Q

Q(n), also denoted q(n) (Abramowitz and Stegun 1972, p. 825), gives the number of ways of writing the integer n as a sum of positive integers without regard to order with the constraint that all integers in a given partition are distinct. For example, Q(10)=10, since the partitions of 10 into distinct parts are <span style={1,2,3,4}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline5.gif" style="height:15px; width:62px" />, <span style={2,3,5}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline6.gif" style="height:15px; width:47px" />, <span style={1,4,5}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline7.gif" style="height:15px; width:47px" />, <span style={1,3,6}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline8.gif" style="height:15px; width:47px" />, <span style={4,6}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline9.gif" style="height:15px; width:32px" />, <span style={1,2,7}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline10.gif" style="height:15px; width:47px" />, <span style={3,7}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline11.gif" style="height:15px; width:32px" />, <span style={2,8}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline12.gif" style="height:15px; width:32px" />, <span style={1,9}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline13.gif" style="height:15px; width:32px" />, <span style={10}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline14.gif" style="height:15px; width:24px" />. The Q(n) function is implemented in the Wolfram Language as PartitionsQ[n]. Q(0) is generally defined to be 1.

The values for n=1, 2, ... are 1, 1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, ... (OEIS A000009).

The first few prime values of Q(n) are for indices 3, 4, 5, 7, 22, 70, 100, 495, 1247, 2072, 320397, 3335367, 16168775, 37472505, 52940251, 78840125, 81191852, ... (OEIS A035359), corresponding to values 2, 2, 3, 5, 89, 29927, 444793, 602644050950309, ... (OEIS A051005), with no others up to n=10^8 (M. Alekseyev, Jul. 10, 2015).

Q(n) is also the number of partitions of n with odd parts, sometimes denoted p(O,n) (Andrews 1998, p. 237).

The generating function for Q(n) is

G(x) = product_(n=1)^(infty)(1+x^n)

(1)

= 1/(product_(n=0)^(infty)(1-x^(2n+1)))

(2)

= product_(n=1)^(infty)(1-x^(2n))/(1-x^n)

(3)

= ((x^2)_infty)/((x)_infty)

(4)

= (x;x^2)_infty^(-1)

(5)

= 1+x+x^2+2x^3+2x^4+3x^5+...,

(6)

where (q;a)_infty and (q)_infty areq-Pochhammer symbols.

This can also be interpreted as another form of the Jacobi triple product, written in terms of the Q-functions as

 Q_1Q_2Q_3=1

(7)

(Borwein and Borwein 1987, p. 64).

A recurrence relation is given by Q(0)=Q(1)=1 and

 Q(n)=1/nsum_(k=1)^n[s(k)-2s(1/2k)]Q(n-k),

(8)

where

 s(n)=<span style={sigma_1(n) for n an integer; 0 otherwise, " src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/NumberedEquation3.gif" style="height:41px; width:188px" />

(9)

and

 sigma_1(n)=s(n)-2s(1/2n)

(10)

is the odd divisor function giving the sum of odd divisors of n: 1, 1, 4, 1, 6, 4, 8, ... (OEIS A000593; Abramowitz and Stegun 1972, p. 826).

Another recurrence relation is given by Q(0)=1 and

 Q(n)=s(n)+2sum_(k=1)^(sqrt(n))(-1)^(k+1)Q(n-k^2),

(11)

where

 s(n)=<span style={(-1)^j for n=j(3j+/-1)/2; 0 otherwise " src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/NumberedEquation6.gif" style="height:42px; width:213px" />

(12)

(E. Georgiadis, A. V. Sutherland, and K. S. Kedlaya; Sloane).

Q(n) satisfies the inequality

 Q(n)<=1/2[Q(n+1)+Q(n-1)]

(13)

for n>=4Q(n) has the asymptotic series

 Q(n)∼(e^(pisqrt(n/3)))/(4·3^(1/4)n^(3/4))

(14)

(Abramowitz and Stegun 1972, p. 826).

A Rademacher-like convergent series for Q(n) is given by

(15)

where

(16)

(P. J. Grabner, pers. comm., Sep. 10, 2003; Hagis 1964ab, 1965), where (h,k)=1 means h and k are relatively prime,

 s(h,k)=sum_(r=1)^(k-1)r/k((hr)/k-|_(hr)/k_|-1/2)

(17)

is a Dedekind sum, |_x_| is the floor function, and J_0(x) is the zeroth order Bessel function of the first kind. Equation (16) corrects Abramowitz and Stegun (1972, p. 825), which erroneously state to be identical to the analogous expression in the formula for P(n)). (15) can also be written explicitly as

 Q(n)=(pi^2sqrt(2))/(24)sum_(k=1)^infty(A_(2k-1)(n))/((1-2k)^2)_0F_1(;2;((1/(24)+n)pi^2)/(12(1-2k)^2)),

(18)

where _0F_1(;a;b;z) is a generalized hypergeometric function.

Let Q(n,k) denote the number of ways of partitioning n into exactly k distinct parts. For example, Q(10,3)=4 since there are four partitions of 10 into three distinct parts: <span style={1,2,7}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline62.gif" style="height:15px; width:47px" />, <span style={1,3,6}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline63.gif" style="height:15px; width:47px" />, <span style={1,4,5}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline64.gif" style="height:15px; width:47px" />, and <span style={2,3,5}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/PartitionFunctionQ/Inline65.gif" style="height:15px; width:47px" />. Q(n,k) is given by

 Q(n,k)=P(n-(k; 2),k),

(19)

where P(n,k) is the partition function P and (n; k) is a binomial coefficient (Comtet 1974, p. 116). The following table gives the first few values of Q(n,k) (OEIS A008289; Comtet 1974, pp. 115-116).

nk 1 2 3 4
1 1      
2 1      
3 1 1    
4 1 1    
5 1 2    
6 1 2 1  
7 1 3 1  
8 1 3 2  
9 1 4 3  
10 1 4 4 1

REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Partitions into Distinct Parts." §24.2.2 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 825-826, 1972.

Andrews, G. E. The Theory of Partitions. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 7-8, 1998.

Borwein, J. M. and Borwein, P. B. Pi & the AGM: A Study in Analytic Number Theory and Computational Complexity. New York: Wiley, 1987.

Comtet, L. Advanced Combinatorics: The Art of Finite and Infinite Expansions, rev. enl. ed. Dordrecht, Netherlands: Reidel, pp. 114-115, 1974.

Hagis, P. Jr. "Partitions Into Odd and Unequal Parts." Amer. J. Math. 86, 317-324, 1964a.

Hagis, P. Jr. "On a Class of Partitions with Distinct Summands." Trans. Amer. Math. Soc. 112, 401-415, 1964b.

Hagis, P. Jr. "A Correction of Some Theorems on Partitions." Trans. Amer. Math. Soc. 118, 550, 1965.

Skiena, S. Implementing Discrete Mathematics: Combinatorics and Graph Theory with Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley, p. 58, 1990.

Sloane, N. J. A. Sequences A000009/M0281, A000593/M3197, A008289, A035359 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي