欧拉函数

    xiaoxiao2021-07-27  298

    欧拉函数

     

    先介绍一下什么是积性函数,后面将会用到。 若当m与n互质时,f(m∗n)=f(m)∗f(n),那么f是积性函数。 若对任意正整数,都有f(m∗n)=f(m)∗f(n)成立,则f是完全积性函数。

     

    φ(n)指得是小于n的数,与n互质的个数,欧拉函数除了可以直接判断互质之外,还可以这样求

    φ(n)= n*(1-1/p1)*(1-1/p2)*(1-1/p3)........   p1,p2,p3都是n的质因数,分解质因数

    关于欧拉函数有几个性质

    1 对于质数n,φ(n) = n-1;

    2.若p为质数,则φ(p^k) = p^k*(1-1/p) = p^k-p^(k-1);

    3.欧拉函数是积性性函数,但也不完全,只有当m与n互质,φ(m*n) = φ(m)*φ(n);特殊情况,m 奇数,φ(2*m) = φ(m),由公式可以证明得到

    φ(2*m) = 2*m*(1-1/2)*(1-1/p1)*(1-1/p2)....  φ(m) = m*(1-1/p1)*(1-1/p2).......

    4.n>2,φ(n)为偶数

    证明

    当n奇数, φ(n) = n*(1-1/p1)*(1-1/p2)=n*   (p1-1)/p1  *   (p2-1)/p2  ,p1-1,p2-1,为偶数,则φ(n) 为偶数;

    当n偶数,φ(n) = n*(1-1/2)*(1-1/p1)*(1-1/p2) = n* 1/2 *  (p1-1)/p1  * (p2-1)/p2  , 为偶数,则φ(n) 为偶数;

    5.当m|n m整除n, ,则φ(m*n) =m*φ(n) ,n的所有质因数都是m的质因数,因此φ(m*n)= m*n*(1-1/p1)*(1-1/p2).......

    = m*φ(n);

    6. 小于n的数中,与n互质的数的总和为:φ(n) * n / 2 (n>1)。

    gcd(i,n)=1,则有gcd(n−i,n)=1

    于是在小于n

    且与n互质的数中,i与n−i总是成对存在,且相加等于n。

    7. n=∑d∣nφ(d),即n的因数(包括1和它自己)的欧拉函数之和等于n,包括1与它本身。

    证明:

    F[n]=∑d∣nφ(d);

    (1)如果n==1;    F【n】=∑d∣nφ(d),   F[1] = φ(1)   F[n] =n;

       (2)如果n质数,φ【n】= n-1,F[n] = φ【1】+φ【n】 = 1+n-1=n;

      (3) 如果n为质数p 的k 次方,φ【p^k】=p^k-p^(k-1),F[n] =φ【1】+ φ【p】+φ【p^1】+.......+φ【p^k】 = 1+p-1+ p^2- p......

     = p^k = n;

     (4) 如果n有多个质因子,即n=p^k *p1^k1*p2^k2......;

       首先证明积性函数,m,n互质,i为m因数,j为n因数

      F[m*n]= F[n]*F[m]= φ【i1】*φ【j1】+ φ【i2】*φ【j2】+ φ【i3】*φ【j3】+......

    i1,j1;i2,j2;各自互质

    =φ【i1*j1】+........

    则为积性函数;

    则F(n)=F(p1^k1)∗F(p2^k2)∗⋯∗F(pn^kn)=p1^k1*p2^k2⋯pn^kn=n;

    成立。

    综上,F(n)=n

    对所有的正整数n成立。

     

    求欧拉函数

    1

    int main() { int phi[1000]; for(int i=0;i<n;i++) { phi[i]=i;; } for(int i=2;i<n;i++) { if(phi[i]==i) { for(int j=i;j<n;j+=i) { phi[i]=phi[i]/i*(i-1); } } } }

    2

    int main() { memset(flag,0,sizeof(flag)); memset(phi,0,sizeof(phi); flag[1]=1; phi[1]=1; int t=0; for(int i=2;i<n;i++) { if(!flag[i]) { prim[t++]=i; phi[i]=i-1; } for(int j=0;j<t&&i*pri[j]<n;j++) { flag[i*pri[j]]=1; if(i%pri[j]==0) { ph[i*pri[j]]=phi[i]*pri[j]; break; } else { phi[i*pri[j]]=phi[i]*(pri[j]-1);//phi[pri[j]] = pri[j]-1; } } } }

     

     

     


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