初等数论 2.7 乘性函数

本文深入探讨了初等数论中的乘性函数概念,包括其定义、性质和相关定理。讨论了完全乘性函数、算术函数的和函数、Dirichlet积以及重要的Möbius函数,还提出了Möbius反演公式及其在证明乘性函数性质中的应用。

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定义:定义在所有正整数上的函数称为算术函数.
定义:若算术函数对任意两个互素的正整数nnnmmm,均有f(mn)=f(m)⋅f(n)f(mn)=f(m)\cdot f(n)f(mn)=f(m)f(n),则称fff为乘性函数.若对∀m,n∈Z+\forall m,n\in\Z^+m,nZ+,均有f(mn)=f(m)⋅f(n)f(mn)=f(m)\cdot f(n)f(mn)=f(m)f(n),则称fff为完全乘性函数.
定理:若fff是一个乘性函数,且对∀n∈Z+\forall n\in\Z^+nZ+,有标准分解:n=p1a1p2a2⋯psasn=p_1^{a_1}p_2^{a_2}\cdots p_s^{a_s}n=p1a1p2a2psas,则f(n)=f(p1a1)f(p2a2)⋯f(psas)f(n)=f(p_1^{a_1})f(p_2^{a_2})\cdots f(p_s^{a_s})f(n)=f(p1a1)

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