关于混合幂的除数之和

设 $d(n)$ 表示 Dirichlet 除数函数。定义 \begin{equation*} \mathcal{S}_{k}(x)=\sum_{\substack{1\leqslant n_1,n_2,n_3 \leqslant x^{1/2} \\ 1\leqslant n_4\leqslant x^{1/k} }} d(n_1^2+n_2^2+n_3^2+n_4^k), \qquad 3\leqslant k\in \mathbb{N}. \end{equation*} 在本文中，我们建立了 $\mathcal{S}_k(x)$ 的渐近公式并证明了 \begin{equation*} \mathcal{S}_k(x)=C_1(k)x^{3/2+1/k}\log x+C_2(k)x^{3/2+1/k}+O(x^{3/2+1/k-\delta_k+\varepsilon}), \end{equation*} 其中 $C_1(k),\,C_2(k)$ 是两个仅依赖于 $k$ 的常数，其中 $\delta_3=\frac{19}{60},\,\delta_4=\frac{5}{24},\,\delta_5=\frac{19}{140},\,\delta_6=\frac{25}{192},\, \delta_7=\frac{457}{4032},\,\delta_k=\frac{1}{k+2}+\frac{1}{2k^2(k-1)}$ 对于 $k\geqslant8$。