积性函数
设数论函数fff,a,ba,ba,b为任意两个互质的质数。如果满足f(a)×f(b)=f(a×b)f(a)\times f(b)=f(a\times b)f(a)×f(b)=f(a×b),则称函数fff为积性函数。
如果不要求a,ba,ba,b互质,仍然满足f(a)×f(b)=f(a×b)f(a)\times f(b)=f(a\times b)f(a)×f(b)=f(a×b),则称函数fff为完全积性函数。
常见的积性函数
- 单位函数:ϵ(n)=[n=1]\epsilon(n)=[n=1]ϵ(n)=[n=1]
- 常数函数:I(n)=1I(n)=1I(n)=1
- 恒等函数:Id(n)=nId(n)=nId(n)=n
- 幂函数:Idk(n)=nkId_k(n)=n^kIdk(n)=nk
- 约数函数:σ(n)=∑d∣nd\sigma(n)=\sum\limits_{d|n} dσ(n)=d∣n∑d
- 约数个数函数:σ0(n)=∑d∣nd0\sigma_0(n)=\sum\limits_{d|n}d^0σ0(n)=d∣n∑d0
- 欧拉函数:ϕ(n)=∑a=1n[(a,n)=1]\phi(n)=\sum\limits_{a=1}^n[(a,n)=1]ϕ(n)=a=1∑n[(a,n)=1]
- 莫比乌斯函数:μ(n)={1n=1(−1)kn=p1p2⋯pk0otherwise\mu(n)= \left\{\begin{matrix} \begin{aligned} 1 \qquad \qquad &n=1 \\ (-1)^k \qquad &n=p_1p_2\cdots p_k\\ 0 \qquad \qquad &otherwise \end{aligned} \end{matrix}\right.μ(n)=⎩⎨⎧1(−1)k0n=1n=p1p2⋯pkotherwise
其中I(n),Id(n),Idk(n)I(n),Id(n),Id_k(n)I(n),Id(n),Idk(n)为完全积性函数。
积性函数是数论中一类特殊函数,若对于任意互质的质数a和b,f(a)f(b)=f(a×b),则称f为积性函数。完全积性函数则在任何a和b上都满足上述性质。常见的积性函数包括单位函数、恒等函数、幂函数、约数函数和欧拉函数等。此外,文章还提到了莫比乌斯函数这一重要的数论工具。
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