Изучаю книгу "Элементарные методы в аналитической теории чисел", там на стр. 13-19 доказывается теорема Манна о том, что
, где
и
И мне кажется, что в этом доказательстве есть очень явная ошибка, что странно для первых страниц такой серьёзной монографии, так что прошу меня образумить и объяснить, почему там всё верно.
Там в ходе доказательства основной леммы при фиксированном
рассматривается свойство "нормальности" множества
заключающееся в том что для
всегда
. Для "нормальных" множеств лемма там выводится тривиально, а для "ненормальных" строится расширение множеств
и
следующим образом:
обозначим за
минимум по
из всех решений уравнения
, где
Тогда
определяется как все возможные
из решений уравнения
при
и
. Тут важно обратить внимание на ограничение
, которое дальше в доказательстве в одном месте используется, а в другом принципиально забывается (и таким образом в
оказываются элементы не подпадающие под ограничение).
определяется как
.
Расширениями соответственно являются
и
.
Так вот дальше начинается самое интересное, потому что автор (Хинчин) начинает доказывать, что
. Для этого конечно рассматриваются
и говорится, что, по определению,
для
. Ну и для доказательства
надо доказать, что если
, то
.
Делается это так:
И из того что
удовлетворяет последнему равенству, и
якобы "по определению" следует
. Но для
по определению требуется ещё и
(и, повторюсь, эта часть определения
в дальнейшем используется в доказательстве) и абсолютно не очевидно, что
должно находится в интервале
.
Более того, я решил попробовать построить контрпример, в котором оно не находилось бы в этом интервале.
И мне кажется что у меня получилось.
При
тут получается
И тогда
,
,
В общем если взять
, то ясным образом выходит
. И получаем
Помогите, пожалуйста, разобраться.