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关于 Cantor-整数分布的研究

数论 2024-09-09 v3

摘要

对任意正整数 p3p\geq 3,令 AA{0,1,,p1}\{0,1,\ldots, p-1\} 的真子集且 A=s2\sharp A=s\geq 2。设 h:{0,1,,s1}Ah: \{0,1,\ldots,s-1\}\to A 为严格递增的一一映射,且 A={h(0),h(1),,h(s1)}A=\{h(0),h(1),\ldots,h(s-1)\}。我们关注所谓的 Cantor-整数 {an}n1\{a_n\}_{n\geq 1},其由满足 nnpp 进制展开中所有数字均属于 AA 的那些正整数 nn 组成。令 C={n1εnpn:εnA 对任意正整数 n}\mathfrak{C}=\left\{\sum\limits_{n\geq 1}\frac{\varepsilon_n}{p^n}: \varepsilon_n\in A \text{ 对任意正整数 } n\right\} 为相应的 Cantor 集,并记支撑于 C\mathfrak{C} 上的经典自相似测度为 μC\mu_{\mathfrak{C}}。由于 nlogspn^{\log_s p}ana_n 的增长阶,且 {annlogsp: n1}\left\{\frac{a_n}{n^{\log_s p}}:~n\geq 1\right\}' 恰为集合 {x(μC([0,x]))logsp:xC[h(1)p,1]}\left\{\frac{x}{(\mu_{\mathfrak{C}}([0,x]))^{\log_s p}}: x\in\mathfrak{C}\cap[\frac{h(1)}{p},1]\right\},其中 EE'EE 的极限点集,我们证明 {annlogsp: n1}\left\{\frac{a_n}{n^{\log_s p}}:~n\geq 1\right\}' 恰为区间 [m,M][m,M],其中 m:=inf{annlogsp:n1}m:=\inf\left\{\frac{a_n}{n^{\log_s p}}:n\geq 1\right\}M:=sup{annlogsp:n1}M:=\sup\left\{\frac{a_n}{n^{\log_s p}}:n\geq 1\right\}。特别地,若 0A0\in A,则 {x(μC([0,x]))logsp:xC\{0}}=[m,M]\left\{\frac{x}{(\mu_{\mathfrak{C}}([0,x]))^{\log_s p}}: x\in\mathfrak{C}\backslash\{0\}\right\}=[m,M];且若存在正整数 q2q \geq 2 使得集合 AA{0,1,,p1}\{0,1,\ldots, p-1\} 中所有对 qq 有相同余数 r{0,1,,q1}r\in\{0,1,\ldots,q-1\} 的整数组成(即 h(x)=qx+rh(x)=qx+r),则 m=q(s1)+rp1,M=q(p1)+prp1m=\frac{q(s-1)+r}{p-1}, M=\frac{q(p-1)+pr}{p-1}。我们进一步证明序列 {annlogsp}n1\left\{\frac{a_n}{n^{\log_s p}}\right\}_{n\geq 1} 模 1 非一致分布,它不具有累积分布函数,但具有(由一特定 Lebesgue 积分给出的)对数分布函数。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.05119,
  title  = {On the distribution of the Cantor-integers},
  author = {ChunYun Cao and Jie Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.05119},
  year   = {2024}
}