这是我在ACM竞赛中学习数论时整理的一些基础的知识点,这篇博客主要讨论数论中出现的一些数论函数和相关的一些算法。如果在理解上有所困难,请看数论基础知识(基础篇)
算术基本定理
又称整数的唯一分解定理。
- 内容: 任何一个大于1的自然数N,如果N不为质数,那么N可以唯一分解成有限个质数的乘积(摘自于百度百科)。符号表示 n = p 1 c 1 ∗ p 2 c 2 ∗ . . . ∗ p m c m n=p_{1}^{c_{1}}*p_{2}^{c_{2}}*...*p_{m}^{c_{m}} n=p1c1∗p2c2∗...∗pmcm,其中 p 1 < p 2 < . . . < p m p_{1}<p_{2}<...<p_{m} p1<p2<...<pm。这样的分解称为 N 的标准分解式。
算术基本定理是初等数论中一个基本的定理,也是许多其他定理的逻辑支撑点和出发点。
再谈gcd与lcm
正整数a, b,根据算术基本定理,a,b可以分别表示为:
a
=
p
1
α
a
1
p
2
α
a
2
.
.
.
p
m
α
a
m
a=p_{1}^{\alpha_{a_{1}}}p_{2}^{\alpha_{a_{2}}}...p_{m}^{\alpha_{a_{m}}}
a=p1αa1p2αa2...pmαam
b
=
p
1
α
b
1
p
2
α
b
2
.
.
.
p
m
α
b
m
b=p_{1}^{\alpha_{b_{1}}}p_{2}^{\alpha_{b_{2}}}...p_{m}^{\alpha_{b_{m}}}
b=p1αb1p2αb2...pmαbm
g
c
d
(
a
,
b
)
gcd(a,b)
gcd(a,b)的本质就是:
g
c
d
(
a
,
b
)
=
p
1
m
i
n
{
α
a
1
,
α
b
1
}
p
2
m
i
n
{
α
a
2
,
α
b
2
}
.
.
.
p
m
m
i
n
{
α
a
m
,
α
b
m
}
gcd(a,b)=p_{1}^{min\{\alpha_{a_{1}},\alpha_{b_{1}}\}}p_2^{min\{\alpha_{a_{2}},\alpha_{b_{2}}\}}...p_{m}^{min\{\alpha_{a_{m}},\alpha_{b_{m}}\}}
gcd(a,b)=p1min{αa1,αb1}p2min{αa2,αb2}...pmmin{αam,αbm}
l
c
m
(
a
,
b
)
lcm(a,b)
lcm(a,b)的本质就是:
l
c
m
(
a
,
b
)
=
p
1
m
a
x
{
α
a
1
,
α
b
1
}
p
2
m
a
x
{
α
a
2
,
α
b
2
}
.
.
.
p
m
m
a
x
{
α
a
m
,
α
b
m
}
lcm(a,b)=p_{1}^{max\{\alpha_{a_{1}},\alpha_{b_{1}}\}}p_2^{max\{\alpha_{a_{2}},\alpha_{b_{2}}\}}...p_{m}^{max\{\alpha_{a_{m}},\alpha_{b_{m}}\}}
lcm(a,b)=p1max{αa1,αb1}p2max{αa2,αb2}...pmmax{αam,αbm}
因此
a
b
=
l
c
m
(
a
,
b
)
∗
g
c
d
(
a
,
b
)
ab=lcm(a,b)*gcd(a,b)
ab=lcm(a,b)∗gcd(a,b)
积性函数
假设正整数表示为: n = p 1 α 1 p 2 α 2 . . . p m α m n=p_{1}^{\alpha_{1}}p_{2}^{\alpha_{2}}...p_{m}^{\alpha_{m}} n=p1α1p2α2...pmαm
- 定义: 当a,b互质时,有
f
(
a
∗
b
)
=
f
(
a
)
∗
f
(
b
)
f(a*b)=f(a)*f(b)
f(a∗b)=f(a)∗f(b)则称函数f为积性函数。
当a,b时任意正整数时,有 f ( a ∗ b ) = f ( a ) ∗ f ( b ) f(a*b)=f(a)*f(b) f(a∗b)=f(a)∗f(b)则称函数f为完全积性函数。
根据定义可知,所有的积性函数满足 f ( 1 ) = 1 f(1)=1 f(1)=1 - 常见积性函数
- 欧拉函数
-
定义: 1~n 中与 n 互质的数的个数被称为欧拉函数,记为 φ ( N ) \varphi(N) φ(N)。
-
计算公式: φ ( n ) = n ∗ p 1 − 1 p 1 ∗ p 2 − 1 p 2 ∗ . . . ∗ p m − 1 p m \varphi(n)=n*\frac{p_{1}-1}{p_{1}}*\frac{p_{2}-1}{p_{2}}*...*\frac{p_{m}-1}{p_{m}} φ(n)=n∗p1p1−1∗p2p2−1∗...∗pmpm−1
-
性质:
-
1. 任意n>1,1~n中与n互质的数的和为 n ∗ φ ( n ) 2 \frac{n*\varphi(n)}{2} 2n∗φ(n)
- 证明: 若a与n互质,即 g c d ( a , n ) = g c d ( n − a , n ) = 1 gcd(a,n)=gcd(n-a,n)=1 gcd(a,n)=gcd(n−a,n)=1,则n-a也与n互质,所以满足 n ∗ φ ( n ) 2 \frac{n*\varphi(n)}{2} 2n∗φ(n)
-
2. ∑ d ∣ n φ ( d ) = n \sum_{d\mid n}\varphi(d)=n ∑d∣nφ(d)=n
- 证明: 当 n = p α n=p^{\alpha} n=pα时, ∑ d ∣ n φ ( d ) = φ ( 1 ) + φ ( p ) + φ ( p 2 ) + . . . + φ ( p α ) = 1 + ( p − 1 ) + p ( p − 1 ) + . . . + p α − 1 ( p − 1 ) = p α = n \sum_{d\mid n}\varphi(d)=\varphi(1)+\varphi(p)+\varphi(p^{2})+...+\varphi(p^{\alpha})=1+(p-1)+p(p-1)+...+p^{\alpha-1}(p-1)=p^{\alpha}=n ∑d∣nφ(d)=φ(1)+φ(p)+φ(p2)+...+φ(pα)=1+(p−1)+p(p−1)+...+pα−1(p−1)=pα=n,令 f ( n ) = ∑ d ∣ n φ ( d ) f(n)=\sum_{d\mid n}\varphi(d) f(n)=∑d∣nφ(d),因为 φ ( n ) \varphi(n) φ(n)是积性函数,所以 f ( n ) f(n) f(n)也为积性函数,将正整数n分解为 n = p 1 α 1 p 2 α 2 . . . p m α m n=p_{1}^{\alpha_{1}}p_{2}^{\alpha_{2}}...p_{m}^{\alpha_{m}} n=p1α1p2α2...pmαm,则 f ( n ) = f ( p 1 α 1 ) ∗ f ( p 2 α 2 ) ∗ . . . ∗ f ( p m α m ) = p 1 α 1 p 2 α 2 . . . p m α m = n f(n)=f(p_{1}^{\alpha_{1}})*f(p_{2}^{\alpha_{2}})*...*f(p_{m}^{\alpha_{m}})=p_{1}^{\alpha_{1}}p_{2}^{\alpha_{2}}...p_{m}^{\alpha_{m}}=n f(n)=f(p1α1)∗f(p2α2)∗...∗f(pmαm)=p1α1p2α2...pmαm=n
-
3. 当n为质数时, φ ( n ) = n − 1 \varphi(n)=n-1 φ(n)=n−1
- 证明: 显然n为质数时,与其互质的数的个数为n-1。
-
-
求解方法:
- 1. 根据计算公式直接计算,时间复杂度
O
n
O\sqrt{n}
On
代码实现:int eluer(int n) { int ans = n; for(int i = 2; i * i <= n; i ++){ if(n % i == 0) { ans = (ans / i) * (i - 1); while(n % i == 0) n /= i; } } if(n > 1) ans = (ans / n) * (n - 1); return ans; }
- 2. 线性筛法,
O
(
N
)
O(N)
O(N)复杂度内求解1~n所有的欧拉函数
- 当 p ∣ n 且 p 2 ∣ n , 则 φ ( n ) = φ ( n p ) ∗ p p\mid n且p^{2}\mid n,则\varphi(n)=\varphi(\frac{n}{p})*p p∣n且p2∣n,则φ(n)=φ(pn)∗p;
- 当
p
∣
n
且
p
2
∤
n
,
则
φ
(
n
)
=
φ
(
n
p
)
∗
φ
(
p
)
p\mid n且p^{2}\nmid n,则\varphi(n)=\varphi(\frac{n}{p})*\varphi(p)
p∣n且p2∤n,则φ(n)=φ(pn)∗φ(p)
代码实现:
int maxn = 1e6 + 100; bool v[maxn]; int phi[maxn], p[maxn]; void sieze(int n) { int m = 0; memset(v, false, sizeof(v)); for(int i = 2; i <= n; i ++){ if(!v[i]){ p[++ m] = i; phi[i] = i-1; } for(int j = 1; j <= m && i * p[j] <= n; j ++){ v[i * p[j]] = true; if(i % p[j]) phi[i * p[j]] = phi[i] * p[j]; else { phi[i * p[j]] = phi[i] * phi[p[j]]; break; } } } }
- 1. 根据计算公式直接计算,时间复杂度
O
n
O\sqrt{n}
On
-
莫比乌斯函数
- 定义: μ ( n ) = { 0 , ∃ i ∈ [ 1 , m ] , c i > 1 1 , m ≡ 0 ( m o d 2 ) , ∀ i ∈ [ 1 , m ] , c i = 1 − 1 , m ≡ 1 ( m o d 2 ) , ∀ i ∈ [ 1 , m ] , c i = 1 \mu(n)=\Bigg\{ \begin{array}{ccc} 0, \exists i\in[1,m],c_{i}>1\\ 1, m\equiv0(mod\ 2),\forall i\in[1,m],c_{i}=1 \\ -1, m\equiv1(mod\ 2),\forall i\in[1,m],c_{i}=1\\ \end{array} μ(n)={0,∃i∈[1,m],ci>11,m≡0(mod 2),∀i∈[1,m],ci=1−1,m≡1(mod 2),∀i∈[1,m],ci=1
通俗的说,对于n如果存在平方因子,则 μ ( n ) = 0 \mu(n)=0 μ(n)=0,若不存在平方因子,n的质因数的个数为m,则 μ ( n ) = ( − 1 ) m \mu(n)=(-1)^{m} μ(n)=(−1)m。
- 求解方法:
51Nod1240莫比乌斯函数- 1.直接求法:
O
n
O\sqrt{n}
On求解一个数
的 μ ( n ) \mu(n) μ(n)
代码实现:
int mu(int n) { int m = 0; for(int i = 2; i * i <= n; i ++){ if(n % i == 0){ int cnt = 0; m ++; while(n % i == 0){ cnt ++; n /= i; if(cnt >= 2) return 0; } } } if(n > 1) m ++; return m % 2 == 0 ? 1 : -1; }
- O ( n ) O(n) O(n)求解1~n以内的所有 μ ( n ) \mu(n) μ(n)
const int maxn = 1e5 + 10; bool v[maxn]; int mu[maxn], p[maxn]; void sieze(int n) { int m = 0; memset(v, false, sizeof(v)); mu[1] = 1; for(int i = 2; i <= n; i ++){ if(!v[i]){ p[++ m] = i; mu[i] = -1; } for(int j = 1; j <= m && i * p[j] <= n; j ++){ v[i * p[j]] = true; if(i % p[j]) { mu[i * p[j]] = -mu[i]; } else { mu[i * p[j]] = 0; break; } } } }
- 1.直接求法:
O
n
O\sqrt{n}
On求解一个数
-
- 约数个数函数
- 定义: 表示正整数n的所有约数的个数,记为 d ( n ) d(n) d(n) ,也记作 τ ( n ) \tau(n) τ(n)。
- 计算公式: d ( n ) = ( α 1 + 1 ) ∗ ( α 2 + 1 ) ∗ . . . ∗ ( α m + 1 ) = Π i = 1 m ( α i + 1 ) d(n)=(\alpha_{1}+1)*(\alpha_{2}+1)*...*(\alpha_{m}+1)=\Pi_{i=1}^{m}(\alpha_{i}+1) d(n)=(α1+1)∗(α2+1)∗...∗(αm+1)=Πi=1m(αi+1)。
- 求解方法:
- 1.
O
n
O\sqrt{n}
On求解一个数
d
(
n
)
d(n)
d(n)
代码实现:int d(n) { int ans = 1; for(int i = 2; i * i <= n; i ++){ if(n % i == 0){ int cnt = 0; while(n % i == 0){ n /= i; cnt ++; } ans *= (cnt + 1); } } if(n > 1) ans *= 2; return ans; }
-
O
(
n
)
O(n)
O(n)求解1~n以内所有的d(n)
代码实现:const int maxn = 1e5 + 100; int p[maxn], num[maxn], d[maxn]; bool v[maxn]; int m = 0; void sieze(int n) { m = 0; memset(v, false, sizeof(v)); d[1] = 1; num[1] = 1; for(int i = 2; i <= n; i ++){ if(!v[i]){ p[++ m] = i; d[i] = 2; num[i] = 1; } for(int j = 1; j <= m && i * p[j] <= n; j ++){ v[i * p[j]] = true; if(i % p[j]){ d[i * p[j]] = d[i] * d[p[j]]; num[i * p[j]] = 1; } else { d[i * p[j]] = (d[i] / (num[i] + 1)) * (num[i] + 2); num[i * p[j]] = num[i] + 1; break; } } } }
- 1.
O
n
O\sqrt{n}
On求解一个数
d
(
n
)
d(n)
d(n)
- 约数和函数
- 定义: 表示正整数n的所有约数的和,记作 σ ( n ) \sigma(n) σ(n)
- 计算公式: σ ( n ) = ( 1 + p 1 + p 1 2 + . . . + p 1 α 1 ) ( 1 + p 2 + p 2 2 + . . . + p 2 α 2 ) ∗ . . . ∗ ( 1 + p m + p m 2 + . . . + p m α m ) = p 1 α 1 + 1 − 1 p 1 − 1 ∗ p 2 α 2 + 1 − 1 p 2 − 1 ∗ . . . ∗ p m α m + 1 − 1 p m − 1 = Π i = 1 m p i α i + 1 − 1 p i − 1 \sigma(n)=(1+p_{1}+p_{1}^{2}+...+p_{1}^{\alpha_{1}})(1+p_{2}+p_{2}^{2}+...+p_{2}^{\alpha_{2}})*...*(1+p_{m}+p_{m}^{2}+...+p_{m}^{\alpha_{m}})=\frac{p1^{\alpha_{1}+1}-1}{p_{1}-1}*\frac{p_{2}^{\alpha_{2}+1}-1}{p_{2}-1}*...*\frac{p_{m}^{\alpha_{m}+1}-1}{p_{m}-1}=\Pi_{i=1}^{m}\frac{p_{i}^{\alpha_{i}+1}-1}{p_{i}-1} σ(n)=(1+p1+p12+...+p1α1)(1+p2+p22+...+p2α2)∗...∗(1+pm+pm2+...+pmαm)=p1−1p1α1+1−1∗p2−1p2α2+1−1∗...∗pm−1pmαm+1−1=Πi=1mpi−1piαi+1−1
- 元函数
- 定义: 记作 ε ( n ) , ε ( n ) = [ n = 1 ] \varepsilon(n),\varepsilon(n)=[n=1] ε(n),ε(n)=[n=1],当且仅当n为1时 ε ( n ) = 1 \varepsilon(n)=1 ε(n)=1,否则均为0。
- 恒等函数
- 定义: 记作 I ( n ) I(n) I(n),对于任意的n都是1,即 I ( n ) = 1 I(n)=1 I(n)=1
- 单位函数
- 定义: 记为 i d ( n ) , i d ( n ) = n id(n),id(n)=n id(n),id(n)=n
- 欧拉函数
狄利克雷巻积
-
定义: 两个数论函数f(n)和g(n)作巻积记为 ( f ∗ g ) ( n ) = ∑ d ∣ n f ( d ) ∗ g ( n d ) (f*g)(n)=\sum_{d\mid n}f(d)*g(\frac{n}{d}) (f∗g)(n)=∑d∣nf(d)∗g(dn),简记为 f ∗ g f*g f∗g
-
运算性质: 以下运算性质都可根据定义得到
- 1.交换律: f ∗ g = g ∗ f f*g=g*f f∗g=g∗f
- 2.结合律: ( f ∗ g ) ∗ h = f ∗ ( g ∗ h ) (f*g)*h=f*(g*h) (f∗g)∗h=f∗(g∗h)
- 3.分配率: ( f + g ) ∗ h = f ∗ h + g ∗ h (f+g)*h=f*h+g*h (f+g)∗h=f∗h+g∗h
-
几个重要的巻积
- 1.
f
∗
ε
=
f
f*\varepsilon=f
f∗ε=f
- 证明: f ∗ ε = ∑ d ∣ n f ( d ) ∗ ε ( n d ) = f ( n ) ∗ ε ( 1 ) = f ( n ) f*\varepsilon=\sum_{d\mid n}f(d)*\varepsilon(\frac{n}{d})=f(n)*\varepsilon(1)=f(n) f∗ε=∑d∣nf(d)∗ε(dn)=f(n)∗ε(1)=f(n)
- 2.
I
∗
μ
=
ε
I*\mu=\varepsilon
I∗μ=ε
- 证明: 当n=1时,
I
∗
μ
=
1
I*\mu=1
I∗μ=1,
当n>1时,将n分解为 n = p 1 α 1 ∗ p 2 α 2 ∗ . . . ∗ p m α m n=p_{1}^{\alpha_{1}}*p_{2}^{\alpha_{2}}*...*p_{m}^{\alpha_{m}} n=p1α1∗p2α2∗...∗pmαm
I ∗ μ = μ ∗ I = ∑ d ∣ n μ ( d ) ∗ I ( n d ) = ∑ d ∣ n μ ( d ) I*\mu =\mu*I=\sum_{d\mid n}\mu(d)*I(\frac{n}{d})=\sum_{d\mid n}\mu(d) I∗μ=μ∗I=∑d∣nμ(d)∗I(dn)=∑d∣nμ(d)根据莫比乌斯函数的定义,
∑ d ∣ n = ( C m 0 + C m 2 + C m 4 + . . . + C m ⌊ m 2 ⌋ ∗ 2 ) − ( C m 1 + C m 3 + . . . + C m ( ⌊ m − 1 2 ⌋ ∗ 2 ) + 1 ) = 0 \sum_{d\mid n}=(C_{m}^{0}+C_{m}^{2}+C_{m}^{4}+...+C_{m}^{\lfloor\frac{m}{2}\rfloor*2})-(C_{m}^{1}+C_{m}^{3}+...+C_{m}^{(\lfloor\frac{m-1}{2}\rfloor*2)+1})=0 ∑d∣n=(Cm0+Cm2+Cm4+...+Cm⌊2m⌋∗2)−(Cm1+Cm3+...+Cm(⌊2m−1⌋∗2)+1)=0
- 证明: 当n=1时,
I
∗
μ
=
1
I*\mu=1
I∗μ=1,
- 3.
φ
∗
I
=
i
d
\varphi*I=id
φ∗I=id
- 证明: φ ∗ I = ∑ d ∣ n φ ( n ) ∗ I ( n d ) = ∑ d ∣ n φ ( n ) = n \varphi*I=\sum_{d\mid n}\varphi(n)*I(\frac{n}{d})=\sum_{d\mid n}\varphi(n)=n φ∗I=∑d∣nφ(n)∗I(dn)=∑d∣nφ(n)=n,根据欧拉函数的性质可得。
注:两个积性函数作巻积,结果仍然为积性函数
- 1.
f
∗
ε
=
f
f*\varepsilon=f
f∗ε=f
积性函数线性筛
之前的欧拉函数、莫比乌斯函数、约数个数函数
O
(
n
)
O(n)
O(n)计算1~n以内的所有的函数,就是积性函数线性筛的做法,原理基本相同。只要是积性函数,原则上都能线性筛出1~n以内的所有函数值。
以约数和个数为例,令
f
(
n
)
=
σ
(
n
)
f(n)=\sigma(n)
f(n)=σ(n)
当n是质数时,
f
(
n
)
=
n
+
1
f(n)=n+1
f(n)=n+1
将正整数n分解成
n
=
p
1
α
1
p
2
α
2
.
.
.
p
m
α
m
,
满
足
p
1
<
p
2
<
.
.
.
<
p
m
n=p_{1}^{\alpha_{1}}p_{2}^{\alpha_{2}}...p_{m}^{\alpha_{m}},满足p_{1}<p_{2}<...<p_{m}
n=p1α1p2α2...pmαm,满足p1<p2<...<pm
定义
l
o
w
[
n
]
=
p
1
α
1
low[n]=p_{1}^{\alpha_{1}}
low[n]=p1α1
当
p
∣
n
且
p
2
∤
n
p\mid n且p^{2}\nmid n
p∣n且p2∤n,则
p
p
p与
n
p
\frac{n}{p}
pn互质,则
d
(
n
)
=
d
(
n
d
)
∗
d
(
p
)
d(n)=d(\frac{n}{d})*d(p)
d(n)=d(dn)∗d(p)
当
p
∣
n
且
p
2
∣
n
p\mid n且p^{2}\mid n
p∣n且p2∣n,若
l
o
w
(
n
p
)
=
n
p
,
f
(
n
)
=
f
(
n
p
)
∗
p
+
1
low(\frac{n}{p})=\frac{n}{p},f(n)=f(\frac{n}{p})*p+1
low(pn)=pn,f(n)=f(pn)∗p+1,否则,
n
p
l
o
w
[
n
p
]
\frac{\frac{n}{p}}{low[\frac{n}{p}]}
low[pn]pn与
l
o
w
[
n
p
]
∗
p
low[\frac{n}{p}]*p
low[pn]∗p互质,则
f
(
n
)
=
f
(
n
p
l
o
w
[
n
p
]
)
∗
f
(
l
o
w
[
n
p
]
∗
p
)
f(n)=f(\frac{\frac{n}{p}}{low[\frac{n}{p}]})*f(low[\frac{n}{p}]*p)
f(n)=f(low[pn]pn)∗f(low[pn]∗p)
代码实现:
const int maxn = 1e5 + 100;
int p[maxn], low[maxn], f[maxn];
bool v[maxn];
int m = 0;
void sieze(int n)
{
m = 0; memset(v, false, sizeof(v));
f[1] = 1; low[1] = 1;
for(int i = 2; i <= n; i ++){
if(!v[i]){
p[++ m] = i; f[i] = i + 1; low[i] = i;
}
for(int j = 1; j <= m && i * p[j] <= n; j ++){
v[i * p[j]] = true;
if(i % p[j]){
f[i * p[j]] = f[i] * f[p[j]];
low[i * p[j]] = p[j];
}
else {
if(low[i] == i) f[i * p[j]] = f[i] * p[j] + 1;
else f[i * p[j]] = f[i / low[i]] * f[low[i] * p[j]];
low[i * p[j]] = low[i] * p[j];
break;
}
}
}
}
莫比乌斯反演定理
- 定理说明: 若存在 F ( n ) = ∑ d ∣ n f ( d ) F(n)=\sum_{d\mid n}f(d) F(n)=∑d∣nf(d),则有 f ( n ) = ∑ d ∣ n μ ( d ) F ( n d ) f(n)=\sum_{d\mid n}\mu(d)F(\frac{n}{d}) f(n)=∑d∣nμ(d)F(dn)
- 证明: F = f ∗ I ⇔ F ∗ μ = f ∗ I ∗ μ = f ∗ ε = f F=f*I\Leftrightarrow F*\mu=f*I*\mu=f*\varepsilon=f F=f∗I⇔F∗μ=f∗I∗μ=f∗ε=f
- 莫比乌斯反演例题
- BZOJ1011: 题解
莫比乌斯函数与欧拉函数之间关系
- φ ( n ) n = ∑ d ∣ n μ ( d ) d \frac{\varphi(n)}{n}=\sum_{d\mid n}\frac{\mu(d)}{d} nφ(n)=∑d∣ndμ(d)
- 证明: 根据 ∑ d ∣ n φ ( d ) = n \sum_{d\mid n}\varphi(d)=n ∑d∣nφ(d)=n,则 i d = φ ∗ I ⇔ i d ∗ μ = φ ∗ I ∗ μ = φ ∗ ε = φ id=\varphi*I\Leftrightarrow id*\mu=\varphi*I*\mu=\varphi*\varepsilon=\varphi id=φ∗I⇔id∗μ=φ∗I∗μ=φ∗ε=φ,则 φ ( n ) = ∑ d ∣ n μ ( d ) ∗ n d ⇔ φ ( n ) n = ∑ d ∣ n μ ( d ) d \varphi(n)=\sum_{d\mid n}\mu(d)*\frac{n}{d}\Leftrightarrow\frac{\varphi(n)}{n}=\sum_{d\mid n}\frac{\mu(d)}{d} φ(n)=∑d∣nμ(d)∗dn⇔nφ(n)=∑d∣ndμ(d)。