@六院的灵猿 的回答已经非常全了,我们就不妨做一些推广:
事实上,这个问题可以拓展为:
命题: ,即n总是整除 关于h的离散Fourier变换。
证明:经过类似 @六院的灵猿 的变换,可得:
定义拉马努金和 ,则原式变换为:
事实上,拉马努金和满足:
并且 。因此,我们的命题变成了 :
对于此类问题,我们要化整为零。假设n可以被分解为a、b两个互素数,则:
这意味着 。因此我们只需要考虑证明最简单的情况,即
展开可得:
现在设 则可以分类讨论:
当r=w时:
其中最后一行可以参考 @六院的灵猿 的回答。
当r<w时:
由 可知:
而第二项可以被分解成
由于在a-h>1的情况下 ,我们仅选择 的情况进行求和:
将第一项和第二项的结果回代至(a)式,可得: