Здравствуйте, уважаемые друзья!
Пусть
![$$M(z)=\sum\limits_{0<a\leqslant z}\mu(a).$$ $$M(z)=\sum\limits_{0<a\leqslant z}\mu(a).$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/a/8/fa8a87e3fbaa037bbde4b6980ab2ba4182.png)
Доказать, что
Моя попытка решения: Верно равенство
![$\sum \limits_{k=1}^{n}\mu(k)\left[\dfrac{n}{k}\right]=1.$ $\sum \limits_{k=1}^{n}\mu(k)\left[\dfrac{n}{k}\right]=1.$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/c/1/3c1a74aec2d84c2b579ab9fe9408417782.png)
Действительно,
![$$\sum \limits_{k=1}^{n}\mu(k)\left[\dfrac{n}{k}\right]=\sum \limits_{k=1}^{n}\mu(k)\sum \limits_{1\leqslant d\leqslant n \atop{d\equiv 0 (k)}}1=\sum \limits_{d=1}^{n}\sum \limits_{k|d}\mu(k)=1.$$ $$\sum \limits_{k=1}^{n}\mu(k)\left[\dfrac{n}{k}\right]=\sum \limits_{k=1}^{n}\mu(k)\sum \limits_{1\leqslant d\leqslant n \atop{d\equiv 0 (k)}}1=\sum \limits_{d=1}^{n}\sum \limits_{k|d}\mu(k)=1.$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/c/6/4c67341404146d7e5400eecdf87eaeec82.png)
Раскрыв эту сумму полностью получаем:
![$$\left[\dfrac{n}{1}\right]\mu(1)+\left[\dfrac{n}{2}\right]\mu(2)+\cdots+\left[\dfrac{n}{n-1}\right]\mu(n-1)+\left[\dfrac{n}{n}\right]\mu(n)=1.$$ $$\left[\dfrac{n}{1}\right]\mu(1)+\left[\dfrac{n}{2}\right]\mu(2)+\cdots+\left[\dfrac{n}{n-1}\right]\mu(n-1)+\left[\dfrac{n}{n}\right]\mu(n)=1.$$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/c/a/6ca475087df236088a8561ed1ba076b382.png)
Выделив из этой суммы
![$\mu(1)+\mu(2)+\dots+\mu(n)=M(n)$ $\mu(1)+\mu(2)+\dots+\mu(n)=M(n)$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/0/c/40c2cd360331f0950f17bc988b44d51482.png)
и после этого некоторые
![$\mu(k)$ $\mu(k)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/0/c/90ce76805ddc8b252d3d0c0567fd3ff582.png)
, которые входили с единичным множителем уже исчезли. Теперь работаем с
![$\mu(k)$ $\mu(k)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/0/c/90ce76805ddc8b252d3d0c0567fd3ff582.png)
, где множитель перед ними
![$\geqslant 2$ $\geqslant 2$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/b/9/8b921dd5f29bc96b9b9301ae86dad6a282.png)
. Теперь найдем максимальное
![$k$ $k$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/3/b/63bb9849783d01d91403bc9a5fea12a282.png)
такое, что
![$\left[\frac{n}{k}\right]=2$ $\left[\frac{n}{k}\right]=2$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/3/b/93bb74224b749e65a26742e717dfc93d82.png)
, т.е.
![$\frac{n}{3}<k\leqslant \frac{n}{2}$ $\frac{n}{3}<k\leqslant \frac{n}{2}$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/e/6/7e67cb54bb7d411d0f37886b6e80837282.png)
. Но так как
![$k$ $k$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/3/b/63bb9849783d01d91403bc9a5fea12a282.png)
должно быть максимальным, то если
![$\frac{n}{2}$ $\frac{n}{2}$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/1/1/f11950293b5756c0367d21fb42f57c9982.png)
- целое, то
![$k=\frac{n}{2}$ $k=\frac{n}{2}$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/f/9/9f96b2358475f135e5198f992a3a204782.png)
, а если не целое, то
![$k=\left[\frac{n}{2}\right]$ $k=\left[\frac{n}{2}\right]$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/5/f/55fd60fd83ecd0e28388c543a18dd65082.png)
. Понятно, что
![$M([z])=M(z).$ $M([z])=M(z).$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/a/3/2a3b2c518f41caebc7e16f4372c29a7882.png)
Затем выделяем сумму
![$M\left(\frac{n}{2}\right)$ $M\left(\frac{n}{2}\right)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/e/6/9e6b888dd6a455feaefa0f226f1bec7682.png)
, потом таким же образом сумму
![$M\left(\frac{n}{3}\right)$ $M\left(\frac{n}{3}\right)$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/d/c/3dc05b34fa9d8281b3769e5521c336a882.png)
и в итоге получаем то, что нам нужно, т.е.
![$\sum \limits_{j=1}^{n}M\left(\dfrac{n}{j}\right)=1$ $\sum \limits_{j=1}^{n}M\left(\dfrac{n}{j}\right)=1$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/c/d/2cd1ab40c7616193fa3ff6a46a4b7d4a82.png)